EP2775791A1 - Cooking device - Google Patents
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- H05B2213/07—Heating plates with temperature control means
Definitions
- the present invention relates to a cooking device comprising a hob with a cooking surface and a heater provided for heating at least one cooking area and a sensor device for detecting at least one physical state characterizing a state of the cooking area.
- a prerequisite for an automatic operation of a cooking device is sometimes an accurate detection of various parameters that are characteristic of the cooking process, such. B. the temperature of the food.
- the heating source is automatically controlled in an automatic function of a cooking device, for. B. to avoid overheating of the food.
- the reproducibility and the accuracy of the recorded parameters is therefore important for the functionality of the automatic function and thus an important quality feature of a modern cooking appliance with automatic functions.
- One way of determining temperature during cooking and cooking processes is, for example, a temperature sensor integrated in the food container.
- a temperature sensor integrated in the food container.
- the user must use special food containers and could not use his previous cookware.
- a temperature sensor which is placed with the food in the cookware, since the sensor must be "fished out" of the food later and should not be eaten by mistake.
- the cooking device comprises at least one hob with at least one cooking point and at least one heating device which is provided for heating at least one cooking area.
- At least one sensor device is provided for detecting at least one physical variable characterizing a state of the cooking region.
- the sensor device has at least one sensor unit for non-contact detection of heat radiation.
- at least one filter device is provided, which is thermally conductively connected to at least part of the sensor device.
- the filter device is designed and suitable for reflecting electromagnetic radiation as a function of the wavelength and transmitting it as a function of the wavelength.
- at least one at least partially adhesive connecting means is provided.
- the connecting means is designed and suitable for at least partially thermally conducting the filter device to at least part of the sensor device.
- the cooking device according to the invention has many advantages.
- a significant advantage is that at least one filter device is provided, which is thermally conductively connected to at least a part of the sensor device. This allows heat to be dissipated from the filter device to the sensor device. Due to the dissipation of the heat, for example, the intrinsic heat of the filter device is erroneously prevented from being detected by the sensor device.
- a further advantage is that at least one at least partially adhesive connecting means is provided for the thermally conductive connection. With such a connecting means, the filter device z. B. be mounted firmly on the sensor device.
- this compound is also suitable for the dissipation of heat at the same time. A special, often complex connection for the dissipation of heat can therefore be saved.
- the filter device is in particular designed and suitable for transmitting at least one wavelength range, while radiation outside this range is substantially reflected.
- the filter device may also be designed and suitable for reflecting and / or transmitting electromagnetic radiation as a function of the polarization and / or the angle of incidence.
- the filter device is designed as an optical filter or comprises such.
- the connecting means has a metallic component.
- the bonding agent has a proportion of silver and / or silver-containing compounds. Also possible are other metals or metal compounds with a corresponding thermal conductivity.
- the connecting means is at least partially formed as an adhesive or has such.
- a heat-resistant or heat-resistant adhesive is provided. This allows a particularly reliable connection of the filter device with the sensor device.
- the connecting means has a high thermal conductivity and in particular a thermal conductivity of at least 0.5 W ⁇ m-1 ⁇ K-1.
- the connecting means particularly preferably has a thermal conductivity of at least 1 W ⁇ m-1 ⁇ K-1. Also possible are other suitable thermal conductivities.
- the filter device is designed and suitable for substantially transmitting electromagnetic radiation of at least one wavelength range and substantially for reflecting electromagnetic radiation of at least one other wavelength range and in particular radiation outside the transmitted range.
- the filter device may be at least partially formed as a bandpass filter and / or a long-pass filter or at least include such.
- a short-pass filter or the like is also possible.
- a band elimination filter which substantially reflects electromagnetic radiation of a wavelength range and substantially transmits electromagnetic radiation of at least one other wavelength range and in particular radiation outside the reflected range.
- the filter device may be designed and adapted to substantially transmit electromagnetic radiation from at least two different wavelength ranges and to substantially reflect electromagnetic radiation of at least one other wavelength range.
- the filter device can be provided as a dichroic filter and / or trichroic filter.
- the filter device comprises at least two filter layers with a different refractive index.
- the filter device is at least partially formed as an interference filter or comprises at least one such filter.
- a plurality of filter layers with dielectric properties and with alternately higher and lower refractive indices are provided.
- the filter layers are very thin and preferably 1 nm to 100 nm. It can also be provided at least one carrier layer and / or at least one intermediate layer.
- the filter device is at least partially thermally conductively arranged on at least one sensor unit.
- the filter device is in particular thermally bonded to at least one area of the sensor unit.
- At least one filter device can be provided for each sensor unit. But is also possible a common filter device for multiple sensor units.
- the hob has at least one carrier device, which is suitable and designed for positioning at least one Gargut methodologiesers.
- the sensor device can be arranged at least partially below the carrier device and adjacent to at least one part of the heating device.
- a part of the heating device may for example be at least one induction coil of an induction device. In such an arrangement, the sensor device is protected and stored to save space and also is not disturbing in the way when the cooking device is used.
- the filter device is in particular designed and suitable for transmitting electromagnetic radiation of a wavelength range which is also at least partially transmissible by the carrier device.
- the filter device is designed and suitable for transmitting infrared radiation, which is also at least partially transmittable by the carrier device.
- a further filter device may be provided, which is designed and suitable for transmitting infrared radiation which is at least partially reflected by the carrier device.
- the support means may comprise at least one glass plate or glass ceramic plate and / or the like or be formed as such.
- the support device may also be at least partially formed as a so-called ceran field.
- the sensor device comprises at least one thermal compensation device.
- the thermal compensation device has in particular at least one coupling device which is suitable and designed to at least partially thermally conductively connect at least one of the at least one sensor unit to the thermal compensation device.
- Such a configuration is particularly advantageous because temperature peaks can be compensated thereby and the sensor unit is thus subject to relatively constant conditions over time.
- sensor units for non-contact detection of at least one characteristic parameter for temperatures is such thermal compensation advantageous for the reliability of detection.
- the thermal compensation device is in particular made of a material with a high heat capacity and / or a high thermal conductivity and preferably of a metallic material, such as a copper material.
- heat from the filter device is at least partially derivable from the thermal compensation device.
- the filter device is directly or indirectly thermally coupled to the thermal compensation device.
- the filter device can be coupled to a sensor unit, which in turn is coupled to the thermal compensation device.
- At least two sensor units and at least two filter devices are provided.
- the one filter device is assigned to a sensor unit and is designed and suitable for transmitting electromagnetic radiation of a wavelength range.
- the other filter device is associated in particular with another sensor unit and is designed and suitable for transmitting electromagnetic radiation of another wavelength range.
- a filter device essentially transmits electromagnetic radiation in the wavelength range of the short and / or middle infrared and in particular of 3 ⁇ m to 5 ⁇ m wavelength.
- the other filter device then transmits z.
- at least one filter device is provided for each sensor unit.
- the invention makes it possible by the construction of serving as sensor units Thermopilefilter and the filter adhesive significantly improved measurement accuracy.
- thermopile filters In the course of development of the invention has been shown that special requirements must be met for high accuracy. Surprisingly, the construction of the thermopile filters, and in particular the type and type of filter adhesive, greatly contribute to meeting such requirements for the measurement technique to provide the desired high accuracy.
- thermopiles used in particular as sensor units are specially selected for their wavelength-selective coating and their base material for this application.
- the radiation to be measured is absorbed very little and preferably as little as possible by the filter used as a filter device.
- the filters and the sensor units can be additionally heated, which can also falsify the measurement signal due to the self-radiation of the filter. For this reason, it is preferable to choose a coating which reflects as far as possible and does not absorb those wavelengths which are not to be measured (ie not transmitted).
- thermopile filters Since the sum of transmission, reflection and absorption coefficients of each material always equals 1, the following properties can be formulated for the thermopile filters: transmission coefficient + reflection coefficient ⁇ 1 respectively , absorption coefficient ⁇ 0
- Such a coating is only approximately, d. H. In practice, radiation is still proportionately absorbed. In order to keep the described effect of Meßsignalverfabschung preferably low and in particular as low as possible, it is advantageous if the filter material is such that the resulting heat can be dissipated properly and in particular as quickly as possible.
- the heat dissipation was improved in the constructive solution by using as a base material z.
- B. a silicon of at least 0.2 mm thickness was chosen.
- a particularly highly heat-conductive adhesive used as a filter filter is connected to the housing of the sensor unit.
- the sensor unit is also irradiated to a small extent by heat radiation from the filter since the real absorption coefficient is never zero. The fact that it is chosen as small as possible, a negative effect can be largely reduced.
- the FIG. 1 shows a cooking device 1 according to the invention, which is designed here as part of a cooking appliance 100.
- the cooking appliance 1 or the cooking appliance 100 can be designed both as a built-in appliance and as a self-sufficient cooking appliance 1 or stand-alone cooking appliance 100.
- the cooking device 1 here comprises a hob 11 with four cooking zones 21.
- Each of the cooking zones 21 here has at least one heatable cooking area 31 for cooking food.
- a heating device 2 not shown here, is provided in total for each hotplate 21.
- the heating devices 2 are designed as induction heating sources and each have an induction device 12 for this purpose. But it is also possible that a cooking area 31 is not associated with any particular cooking area 21, but represents any location on the hob 11. It can the Cooking region 31 a plurality of induction devices 12 and in particular a plurality of induction coils and be formed as part of a so-called full-surface induction unit.
- a pot can be placed anywhere on the hob 11, wherein during cooking only the corresponding induction coils are driven in the pot or are active.
- Other types of heaters 2 are also possible, such as gas, infrared or somehowsshreddedettin.
- the cooking device 1 can be operated here via the operating devices 105 of the cooking appliance 100.
- the cooking device 1 can also be designed as a self-sufficient cooking device 1 with its own operating and control device. Also possible is an operation via a touch-sensitive surface or a touch screen or remotely via a computer, a smartphone or the like.
- the cooking appliance 100 is here designed as a stove with a cooking chamber 103, which can be closed by a cooking chamber door 104.
- the cooking chamber 104 can be heated by various heating sources, such as a Um Kunststoffsagenmaschine.
- Other heating sources such as a top heat radiator and a bottom heat radiator and a microwave heat source or a vapor source and the like may be provided.
- the sensor device 3 can detect a variable, via which the temperature of a pot can be determined, which is turned off in the cooking area 31.
- each cooking area 31 and / or each cooking place 21 can be assigned a sensor device 3.
- the sensor device 3 is operatively connected to a control device 106 here.
- the control device 106 is designed to control the heating devices 2 as a function of the parameters detected by the sensor device 3.
- the cooking device 1 is preferably designed for an automatic cooking operation and has various automatic functions.
- a soup can be boiled briefly and then kept warm, without a user having to supervise the cooking process or set a heating level.
- he sets the pot with the soup on a hob 21 and selects the corresponding automatic function via the operating device 105, here z.
- the operating device 105 here z.
- the temperature of the pot bottom is determined during the cooking process.
- the control device 106 sets the heating power of the heating device 2 accordingly.
- the temperature of the bottom of the pot is monitored continuously, so that when the desired temperature or when boiling the soup, the heating power is regulated down.
- the automatic function it is also possible by the automatic function to perform a longer cooking process at one or more different desired temperatures, for. B. to slowly let rice pudding draw.
- a cooking device 1 is shown in a sectional side view very schematic.
- the cooking device 1 here has a carrier device 5 designed as a glass ceramic plate 15.
- the glass ceramic plate 15 may in particular be designed as a ceramic hob or the like or at least comprise such. Also possible are other types of support means 5.
- On the glass ceramic plate 15 is here a cookware or food containers 200, such as a pot or a pan, in which food or food can be cooked.
- a sensor device 3 is provided which detects heat radiation in a detection region 83 here.
- the detection area 83 is provided in the installed position of the cooking device 1 above the sensor device 3 and extends upward through the glass ceramic plate 15 to the food container 200 and beyond, if there is no food container 200 is placed there.
- an induction device 12 for heating the cooking area 31 is attached below the glass ceramic plate 15, an induction device 12 for heating the cooking area 31 is attached.
- the induction device 12 is here annular and has in the middle a recess in which the sensor device 3 is mounted.
- Such an arrangement of the sensor device 3 has the advantage that it is still in the detection range 83 of the sensor device even if the food container 200 is not centered on the cooking point 21.
- the sensor device 3 may also not be arranged centrally in the induction device. If an induction device has, for example, a dual-circuit induction coil, then at least one sensor device 3 can be arranged in a space provided between the two induction coils of the induction device.
- the FIG. 3 shows a schematic cooking device 1 in a sectional side view.
- the cooking device 1 has a glass ceramic plate 15, below which the induction device 12 and the sensor device 3 are mounted.
- the sensor device 3 has a first sensor unit 13 and another sensor unit 23. Both sensor units 13, 23 are suitable for non-contact detection of thermal radiation and designed as a thermopile or thermopile.
- the sensor units 13, 23 are each equipped with a filter device 43, 53 and provided for detecting heat radiation emanating from the cooking area 31.
- the heat radiation goes for example From the bottom of a Gargut essenceers 200, penetrates the glass ceramic plate 15 and reaches the sensor units 13, 23.
- the sensor device 3 is advantageously mounted directly below the glass ceramic plate 15 in order to capture as large a proportion of emanating from the cooking area 31 thermal radiation without great losses.
- the sensor units 13, 23 are provided close to the glass ceramic plate 15.
- a magnetic shielding device 4 which consists of a ferrite body 14 here.
- the ferrite body 14 is essentially designed here as a hollow cylinder and surrounds the sensor units 13, 23 in an annular manner.
- the magnetic shielding device 4 shields the sensor device 3 against electromagnetic interactions and in particular against the electromagnetic field of the induction device 12. Without such shielding, the magnetic field generated by induction device 12 during operation could undesirably heat parts of sensor device 3 as well, resulting in unreliable temperature sensing and inferior measurement accuracy.
- the magnetic shielding device 4 thus considerably improves the accuracy and reproducibility of the temperature detection.
- the magnetic shielding device 4 may also consist at least in part of at least one at least partially magnetic material and an at least partially electrically non-conductive material.
- the magnetic material and the electrically non-conductive material may be arranged alternately and in layers. Also possible are other materials or materials which have at least partially magnetic properties and also have electrically insulating properties or at least low electrical conductivity.
- the sensor device 3 has at least one optical screen device 7, which is provided to shield radiation influences and in particular heat radiation, which act on the sensor units 13, 23 from outside the detection zone 83.
- the optical shield device 7 is designed here as a tube or a cylinder 17, wherein the cylinder 17 is hollow and the sensor units 13, 23 surrounds approximately annular.
- the cylinder 17 is made of stainless steel here. This has the advantage that the cylinder 17 has a reflective surface which reflects a large proportion of the much heat radiation or absorbs as little heat radiation as possible. The high reflectivity of the surface on the outside of the cylinder 17 is particularly advantageous for the shielding against thermal radiation.
- the high reflectivity of the surface on the inside of the cylinder 17 is also advantageous in order to direct thermal radiation from (and in particular only out) the detection area 83 to the sensor units 13, 23.
- the optical screen device 7 can also be configured as a wall, which surrounds the sensor device 13, 23 at least partially and preferably annularly.
- the cross section may be round, polygonal, oval or rounded. Also possible is a configuration as a cone.
- an insulation device 8 for thermal insulation is provided, which is arranged between the optical shield device 7 and the magnetic shielding device 4.
- the insulation device 8 consists here of an air layer 18, which is between the ferrite 14 and the cylinder 17.
- the insulation device 8 in particular a heat conduction from the ferrite 14 to the cylinder 17 is counteracted.
- the insulation device 8 has, in particular, a thickness of between approximately 0.5 mm and 5 mm and preferably a thickness of 0.8 mm to 2 mm and particularly preferably a thickness of approximately 1 mm.
- the isolation device 8 may also be at least one medium with a correspondingly low heat conduction, such. B. include a foam material and / or a polystyrene plastic or other suitable insulating material.
- the sensor units 13, 23 are arranged here in a thermally conductive manner on a thermal compensation device 9 and in particular are coupled in a thermally conductive manner to the thermal compensation device 9.
- the thermal compensation device 9 has for this purpose two coupling devices 29, which are formed here as depressions, in which the sensor units 13, 23 are embedded accurately. This ensures that the sensor units 13, 23 are at a common and relatively constant temperature level.
- the thermal compensation device 9 ensures a homogeneous temperature of the sensor unit 13, 23, when it heats up during operation of the cooking device 1. An unequal own temperature can lead to artefacts during the detection, in particular in the case of sensor units 13, 23 designed as thermopiles.
- a spacing between cylinder 17 and thermal compensation device 9 is provided.
- the copper plate 19 may also be provided as the bottom 27 of the cylinder 17.
- the thermal compensation device 9 is designed here as a solid copper plate 19.
- the thermal compensation device 9 is also possible at least in part another material with a correspondingly high heat capacity and / or a high thermal conductivity.
- the sensor device 3 here has a radiation source 63, which can be used to determine the reflection properties of the measuring system or the emissivity of a food container 200.
- the radiation source 63 is embodied here as a lamp 111, which emits a signal in the wavelength range of the infrared light and the visible light.
- the radiation source 63 may also be formed as a diode or the like.
- the lamp 111 is used here in addition to the reflection determination for signaling the operating state of the cooking device 1.
- a region of the thermal compensation device 9 or the copper plate 19 is formed as a reflector 39.
- the copper plate 19 has a concave-shaped depression, in which the lamp 111 is arranged.
- the copper plate 19 is also coated with a gold-containing coating to increase the reflectivity.
- the gold-containing layer has the advantage that it also protects the thermal compensation device 9 from corrosion.
- the thermal compensation device 9 is attached to a holding device 10 designed as a plastic holder.
- the holding device 10 has a connecting device 20, not shown here, by means of which the holding device 10 can be latched to a support means 30.
- the support device 30 is formed here as a printed circuit board 50. On the support means 30 and the circuit board 50 also other components may be provided, such. B electronic components, control and computing devices and / or mounting or mounting elements.
- a sealing device 6 is provided between the glass ceramic plate 15 and the induction device 12, which is designed here as a micanite layer 16.
- the micanite layer 16 is used for thermal insulation, so that the induction device 12 is not heated by the heat of the cooking area 31.
- a micanite layer 16 for thermal insulation between the ferrite body 14 and the glass-ceramic plate 15 is provided here. This has the advantage that the heat transfer from the hot in the glass ceramic plate 15 to the ferrite 14 is severely limited. As a result, hardly any heat emanates from the ferrite body 14, which could be transmitted to the insulation device 8 or the optical screen device. The micanite layer 16 thus counteracts an undesirable heat transfer to the sensor device 3, which increases the reliability of the measurements.
- the microlayer 16 seals the sensor device 3 dust-tight against the remaining regions of the cooking device 1.
- the micanite layer 16 has a thickness between about 0.2 mm and 4 mm, preferably from 0.2 mm to 1.5 mm and particularly preferably a thickness of 0.3 mm to 0.8 mm.
- the cooking device 1 has on the underside a cover 41, which is designed here as an aluminum plate and covers the Indu Vietnameseseicardi 12.
- Abdeckeicardi 41 is connected to a housing 60 of the sensor device 3 via a screw 122.
- the sensor device 3 is arranged elastically relative to the glass ceramic plate 15.
- a damping device 102 is provided which has a spring device 112 here.
- the spring device 112 is connected at a lower end to the inside of the housing 60 and at an upper end to the printed circuit board 50.
- the spring device 112 presses the printed circuit board 50 with the ferrite body 14 and the micanite layer 16 mounted thereon upwards against the glass ceramic plate 15.
- Such an elastic arrangement is particularly advantageous since the sensor device 3 should be arranged as close as possible to the glass ceramic plate 15 for metrological reasons , This directly adjacent arrangement of the sensor device 3 on the glass ceramic plate 15 could cause damage to the glass ceramic plate 15 in the event of impacts or impacts. Due to the elastic reception of the sensor device 3 relative to the carrier device 5, shocks or impacts are damped on the glass ceramic plate 15 and thus reliably prevent such damage.
- the first sensor unit 13 detects heat radiation emanating from the bottom of the pot as mixed radiation together with the thermal radiation which is emitted by the glass-ceramic plate 15.
- the portion of the radiation output emanating from the glass ceramic plate 15 is calculated out of the mixed radiation power.
- the other sensor unit 23 is provided to detect only the heat radiation of the glass-ceramic plate 15.
- the other sensor unit 23 has a filter device 53, which transmits essentially only radiation having a wavelength greater than 5 ⁇ m to the sensor unit 23. The reason for this is that radiation with a wavelength greater than 5 microns is not or hardly transmitted by the glass ceramic plate 15.
- the other sensor unit 23 thus essentially detects the heat radiation emitted by the glass ceramic plate 15. With the knowledge of the portion of the heat radiation, which is emitted from the glass ceramic plate 15, in known per se, the proportion of heat radiation, which emanates from the bottom of the pot, can be determined.
- the first sensor unit 13 is equipped with a filter device 43 which is very permeable to radiation in this wavelength range, while the filter device 43 substantially reflects radiation from other wavelength ranges.
- the filter devices 43, 53 are here each formed as an interference filter 433 and in particular designed as a bandpass filter or as a long-pass filter.
- a detection of the radiation in the wavelength range between 3 .mu.m and 5 .mu.m and in particular in the range of 3.1 .mu.m to 4.2 .mu.m be provided, wherein the respective sensor unit and filter device is then respectively formed or adapted accordingly.
- the determination of a temperature from a specific radiant power is a known method.
- the decisive factor is that the emissivity of the body is known, from which the temperature is to be determined. In the present case, therefore, the emissivity of the pot bottom must be known or determined for a reliable temperature determination.
- the sensor device 3 here has the advantage that it is designed to determine the emissivity of a Gargut variousers 200. This is particularly advantageous, since thus any cookware can be used and not just a specific food container whose emissivity must be known in advance.
- the lamp 111 emits a signal, in particular a light signal, which has a proportion of heat radiation in the wavelength range of the infrared light.
- the radiant power or thermal radiation of the lamp 111 passes through the glass ceramic plate 15 on the bottom of the pot and is partially reflected there and partially absorbed.
- the radiation reflected from the bottom of the pot passes through the glass-ceramic plate 15 back to the sensor device 3, where it is detected by the first sensor unit 13.
- the own thermal radiation of the pot bottom and the thermal radiation of the glass ceramic plate 15 reach the first sensor unit 13.
- the lamp 111 is switched off and only the heat radiation of the pot bottom and the glass ceramic plate 15 is detected .
- the proportion of the reflected signal radiation, from which the emissivity of the pot bottom can be determined, then results in principle as the difference between the previously detected total radiation with the lamp 111 switched on minus the heat radiation of the pot bottom and the glass ceramic plate with the lamp 111 switched off.
- At least one reference value with regard to reflected radiation and the associated emissivity is deposited in a memory unit which cooperates with the sensor device and is not shown in the figures, wherein the memory unit can be arranged, for example, on the printed circuit board 50.
- the respective Actual emissivity of the pot bottom is then determined based on a comparison of the reflected signal radiation with the at least one reference value.
- the proportion of the signal radiation absorbed by the bottom of the pot is determined. This results according to methods known per se from the radiation power emitted by the lamp 111 less the signal radiation reflected from the bottom of the pot.
- the radiation power of the lamp 111 is either fixed and thus known or is determined for example by a measurement with the other sensor unit 23.
- the other sensor unit 23 detects a wavelength range of the signal radiation, which is almost completely reflected by the glass ceramic plate 15.
- the emitted radiation power can be determined in a very suitable approximation, whereby inter alia a wavelength dependence of the radiation line or the spectrum of the lamp 111 must be taken into account.
- the degree of absorption of the pot bottom can be determined in a known manner. Since the absorption capacity of a body corresponds in principle to the emissivity of a body, the desired emissivity can be derived from the degree of absorption of the pot bottom. With the knowledge of the emissivity and the amount of thermal radiation, which emanates from the bottom of the pot, the temperature of the pot bottom can be determined very reliably.
- the emissivity is preferably continuously redefined in the shortest possible intervals. This has the advantage that a subsequent change in the emissivity does not lead to a falsified measurement result.
- a change in the emissivity may occur, for example, when the cookware bottom has different emissivities and is displaced on the cooking surface 21. Different emissivities are very common in cookware trays observed because z. B. already light soiling, corrosion or even different coatings or coatings can have a major impact on the emissivity.
- the lamp 111 is also used here for signaling the operating state of the cooking device 1 in addition to the determination of the emissivity or the determination of the reflection behavior of the measuring system.
- the signal of the lamp 111 also includes visible light, which is perceptible by the glass-ceramic plate 15.
- the lamp 111 indicates to a user that an automatic function is in operation.
- Such an automatic function can, for. B. be a cooking operation, in which the heater 2 is controlled automatically in dependence of the determined pot temperature. This is particularly advantageous because the lighting up of the lamp 111 does not confuse the user. The user knows from experience that the lighting is an operation indicator and belongs to the normal appearance of the cooking device 1.
- the lamp 111 may also light up in a certain duration and at certain intervals. It is possible z. B. also that different operating states can be output via different flashing frequencies. Different signals are also possible via different on / off sequences.
- a sensor device 3 with a radiation source 63 which is suitable for displaying at least one operating state, is provided for each cooking point 21 or each (possible) cooking region 31.
- At least one arithmetic unit may be provided for the necessary calculations for determining the temperature and for the evaluation of the detected variables.
- the arithmetic unit can be at least partially provided on the circuit board 50.
- the control device 106 it is also possible, for example, for the control device 106 to be designed accordingly, or at least one separate arithmetic unit is provided.
- the FIG. 4 shows a development in which below the glass ceramic plate 15, a security sensor 73 is attached.
- the safety sensor 73 is designed here as a temperature-sensitive resistor, such as a thermistor, in particular an NTC sensor, and thermally conductively connected to the glass ceramic plate 15.
- the safety sensor 73 is provided here to be able to detect a temperature of the cooking area 31 and in particular of the glass ceramic plate 15. If the temperature exceeds a certain value, there is a risk of overheating and the heaters 2 are switched off.
- the safety sensor 73 is operatively connected to a safety device, not shown here, which can trigger a safety state depending on the detected temperature.
- a security condition has z. B. the shutdown of the heaters 2 and the cooking device 1 result.
- the safety sensor 73 is assigned here as a further sensor unit 33 of the sensor device 3.
- the values detected by the safety sensor 73 are also taken into account for the determination of the temperature by the sensor device 3.
- the values of the safety sensor 73 are used. So z. B. the temperature, which was determined by means of the other sensor unit 23 on the detected thermal radiation, are compared with the temperature detected by the safety sensor 73. This adjustment can on the one hand serve to control the function of the sensor device 3, but on the other hand can also be used for a tuning or adjustment of the sensor device 3.
- a sensor device 3 is likewise shown, in which a safety sensor 73 is assigned as a further sensor unit 33 to the sensor device 3. Unlike the one in the FIG. 4 described embodiment, but no other sensor unit 23 is provided here. The task of the other sensor unit 23 is taken over here by the safety sensor 73.
- the safety sensor 73 serves to determine the temperature of the Glass ceramic plate 15. For example, with knowledge of this temperature from the heat radiation, which detects the first sensor unit 13, the proportion of a pot bottom can be determined.
- the other sensor unit 23 may be referred to as a second sensor unit.
- the further sensor unit 33 may be referred to as a third sensor unit. In the embodiment according to Fig. 5 only the first sensor unit and the third sensor unit are provided.
- FIG. 6 Another embodiment of a cooking device 1 is in the FIG. 6 shown.
- a common sealing device 6 for the induction device 12 and the ferrite body 14 of the sensor device 3 is provided.
- the sealing device 6 is designed as a micanite layer 16 which has a recess in the detection area 83 of the sensor device 3.
- the FIG. 7 shows a schematic, magnetic shielding 4, which is formed as a hollow, cylindrical ferrite body 14.
- a schematic, magnetic shielding 4 which is formed as a hollow, cylindrical ferrite body 14.
- the wall of the ferrite body 14 has a thickness of about 1 mm to 10 mm and in particular from 2 mm to 5 mm, and particularly preferably from 2.5 mm to 4 mm and in particular of 3 mm or more.
- FIG. 8 is an optical shield device 7 shown schematically, which is designed here as a cylinder 17.
- the cylinder has here three locking devices 80, which are suitable for connection to a holding device 10.
- a thermal compensation device 9 is in the FIG. 9 shown.
- the thermal compensation device 9 is designed as a copper plate 19.
- the copper plate has a thickness of 0.5 mm to 4 mm or even 10 mm or more, and more preferably from 0.8 mm to 2 mm, and more preferably 1 mm or more.
- the copper plate 19 here has two coupling devices 29.
- the coupling device 29 is suitable and provided to receive a sensor unit 13, 23 thermally conductive.
- the copper plate 19 has a reflector device 39, which can reflect the radiation of a radiation source 63 and, in particular, can focus.
- FIG. 10 shows a holding device 10, which is designed as a plastic holder.
- the holding device 10 preferably has a thickness between 0.3 mm and 3 mm or even 6 mm, and particularly preferably a thickness of 1 mm or more.
- the holding device 10 includes, for example, three connecting devices, of which only two connecting devices 20 are visible in the figure, by means of which the holding device 10 z. B. is connectable to a support device 30.
- the holding device 10 has three Receiving devices 40 which are formed here as webs.
- the recording devices 40 are suitable for receiving the optical screen device 7 and arranging it at a defined distance from the magnetic shielding device 4. To carry out contacts receiving openings 70 are provided.
- the holding device 10 may also have further, not shown receptacles 40 which z. B.
- Such receiving devices 40 are provided in particular for the defined arrangement of a magnetic shielding device 4, an optical shield device 7, a thermal compensation device 9, an insulation device 8 and / or a support device 30.
- a sensor unit 13 for non-contact detection of heat radiation is listed.
- the sensor unit 13 is designed as a thermopile or thermopile.
- the sensor unit 13 has contacts in order to connect them, for example, to a printed circuit board 50 or board.
- a filter device 43 is arranged here.
- FIG. 12a shows a formed as a thermopile sensor unit 13 with a filter device 43 in a sectioned, schematic side view.
- the filter device 43 is arranged here on the region in which the thermal radiation impinges on the sensor unit 13 and is detected.
- the filter device 43 is here attached to the sensor unit 13 with an adhesive connection means 430 in a thermally conductive manner.
- the connecting means 430 here is an adhesive with a thermal conductivity of at least 1 W m -1 K -1 (W / (mK)) and preferably of 0.5 W m -1 K -1 (W / (mK)). Also possible and preferred is a thermal conductivity of more than 4 W m -1 K -1 (W / (mK)).
- heat can be dissipated from the filter device 43 to the sensor unit 43.
- the dissipation of the heat prevents the sensor unit 13 from detecting the self-heat of the filter device 43, which would lead to a falsified measurement result.
- the heat from the filter device 43 via the sensor unit 13 can also be forwarded to the thermal compensation device 9 or the copper plate 19.
- Such indirect dissipation of the heat from the filter device 43 via the sensor unit 13 to the copper plate 19 is also particularly favorable since the copper plate 19 has a high heat capacity.
- the adhesive may be, for example, a thermosetting, one-component, solvent-free silver-filled epoxy conductive adhesive. Due to the proportion of silver or silver-containing compounds a very favorable thermal conductivity is achieved. Also possible is a proportion of other metals or metal compounds with a corresponding thermal conductivity. Such an adhesive ensures a thermally conductive connection, which is durable and stable even at the temperatures to be expected in a cooking device 1.
- the filter device 43 is designed as an interference filter 433 and here has four filter layers 432 with a different refractive index and with dielectric properties. In this case, filter layers 432 with higher and lower refractive indices are alternately stacked and connected.
- the filter layers 432 are, in particular, very thin, preferably a few nanometers to 25 nm.
- the carrier layer for the filter layers 432 here is a filter base 431 made of a silicon-containing material with a thickness of more than 0.2 mm.
- the filter device 43 is designed and suitable for transmitting a wavelength range in the infrared spectrum and for substantially reflecting radiation outside this range.
- FIG. 12b shows a further embodiment of a sensor unit 13 with a filter device 43, wherein the filter device 43 is glued here only partially on the sensor device 13.
- the region in which the heat radiation strikes and is detected on the sensor unit 13 is surrounded here by a raised edge region.
- the connecting means 430 was applied only in an edge region. This has the advantage that the heat radiation to be detected does not have to pass through the connection means 430 before it strikes the sensor unit 13.
- a sensor device 3 is shown in a plan view. For clarity and distinctiveness, some parts or areas are shaded. It can be clearly seen that the sensor device 3 has a concentric structure according to the onion shell principle. Inside there is a thermal compensation device 9 or a copper plate 19, on which two sensor units 13, 23 and designed as a lamp 111 radiation source 63 are arranged. So that no unwanted heat radiation from the side of the sensor units 13, 23 is incident, the sensor units 13, 23 are surrounded by an optical screen device 7 and a cylinder 17. The cylinder 17 is spaced from the copper plate 19, so that as possible no heat transfer between the cylinder 17 and copper plate 19 can take place. The cylinder 17 is surrounded by a magnetic shielding device 4 and a ferrite body 14, respectively. The ferrite body 14 represents the outermost layer of the sensor device 3 and shields it against electromagnetic interactions.
- the sensor device 3 is preferably provided as close as possible below a carrier device 5, a sealing device 6 or a micanite layer 16 lies on the ferrite body 14, which considerably reduces a heat transfer from the carrier device 5 to the ferrite body 14.
- an insulation device 8 is formed between the ferrite body 14 and the cylinder 17, an insulation device 8 is formed.
- the insulation device 8 is here an air layer 18.
- the air layer 18 counteracts a heat transfer from the ferrite body 14 to the cylinder 17.
- the sensor units 13, 23 in the interior of the sensor device 3 are thus very effective against interference, such.
- B. a magnetic field of an induction device 12, heat radiation from outside the detection range 83 and heating by Heat conduction, protected.
- Such a configured, shell-like arrangement of the listed components significantly increases the reliability of the measurements performed with the sensor device 3.
- FIG. 14 shows a sensor device 3 in an exploded view.
- the items are here shown spatially separated from each other, whereby the arrangement of the items within the sensor device 3 is clearly visible.
- the concentric or onion-like structure is also clearly visible here. In addition to an improved measurement accuracy, such a structure also allows a particularly production-friendly and cost-effective installation of the sensor device 3.
- a sensor unit 13, 23 may already be adhesively bonded to a filter device 43, 53 in a thermally conductive manner.
- the circuit board 50 may already be partially equipped with electronic components prior to assembly. Preferably z. B. the radiation source 63 already contacted with the circuit board 50.
- the holding device 10 designed as a plastic holder is first mounted on the supporting device 30 designed as a printed circuit board 50.
- the holding device 10 at least one connecting device 20, not shown here, which is connected to the circuit board 50 and z. B. can be locked.
- a holding device 10 with three connecting devices 20 is in the FIG. 10 shown.
- the provided here as a copper plate 19 thermal compensation device 9 is inserted into the holding device 10.
- the sensor units 13, 23 designed as thermopiles or thermopiles are then passed through receiving openings 70 in the copper plate 19, the holding device 10 and the printed circuit board 50.
- the mounting of the holding device 10, the copper plate 19 and the sensor units 13, 23 can also be performed in any other order. So z. B. first inserted the copper plate 19 in the holding device 10, then the sensor units 13, 23 inserted and subsequently the holding device 10 is locked to the circuit board 50. The contacting of the sensor units 13, 23 with the printed circuit board 50 can be done at any time during assembly.
- the contacting of the radiation source 63 designed as a lamp 111 with the printed circuit board 50 can also be done at any assembly time. It is preferred to contact the lamp 111 first with the printed circuit board 50 and then to start with the mounting option described above.
- the optical screen device 7 designed as a cylinder 17.
- the cylinder 17 has three latching devices 80, which are latched to the three receiving devices 40 of the holding device 10.
- the ferrite body 14 formed magnetic shield 4 is mounted on the holding device 10.
- the holding device 10 preferably has a further, not shown here receiving device 40, which may be formed as a recess, survey, web and / or annular groove or the like.
- the sealing device 6 designed as micanite layer 16 is fastened to the magnetic shielding device 4.
- Other suitable mounting sequences for the cylinder 17, the ferrite body 14 and the sealing device 6 may be provided.
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kocheinrichtung umfassend ein Kochfeld mit einer Kochstelle und eine zur Beheizung wenigstens eines Kochbereiches vorgesehene Heizeinrichtung und eine Sensoreinrichtung zur Erfassung wenigstens einer einen Zustand des Kochbereichs charakterisierenden physikalischen Größe.The present invention relates to a cooking device comprising a hob with a cooking surface and a heater provided for heating at least one cooking area and a sensor device for detecting at least one physical state characterizing a state of the cooking area.
Bei Kocheinrichtungen werden zunehmend Automatikfunktionen gewünscht. Voraussetzung für einen Automatikbetrieb einer Kocheinrichtung ist mitunter eine genaue Erfassung verschiedener Parameter, welche für den Garvorgang charakteristisch sind, wie z. B. die Temperatur des Garguts. In Abhängigkeit der erfassten Parameter wird bei einer Automatikfunktion einer Kocheinrichtung die Heizquelle automatisch gesteuert, um z. B. eine Überhitzung des Gargutes zu vermeiden. Die Reproduzierbarkeit und die Genauigkeit der erfassten Parameter ist deshalb wichtig für die Funktionalität der Automatikfunktion und somit ein wichtiges Qualitätsmerkmal einer modernen Kocheinrichtung mit Automatikfunktionen.For cooking appliances, automatic functions are increasingly desired. A prerequisite for an automatic operation of a cooking device is sometimes an accurate detection of various parameters that are characteristic of the cooking process, such. B. the temperature of the food. Depending on the detected parameters, the heating source is automatically controlled in an automatic function of a cooking device, for. B. to avoid overheating of the food. The reproducibility and the accuracy of the recorded parameters is therefore important for the functionality of the automatic function and thus an important quality feature of a modern cooking appliance with automatic functions.
Eine Möglichkeit zur Temperaturermittlung bei Gar- und Kochvorgängen ist beispielsweise ein im Gargutbehälter integrierter Temperatursensor. Allerdings muss der Benutzer dazu spezielle Gargutbehälter benutzen und könnte sein bisheriges Kochgeschirr nicht mehr einsetzen. Ebenfalls nachteilig ist auch ein Temperatursensor, welcher mit dem Gargut in das Kochgeschirr gegeben wird, da der Sensor später aus den Speisen "herausgefischt" werden muss und nicht aus Versehen mitgegessen werden sollte.One way of determining temperature during cooking and cooking processes is, for example, a temperature sensor integrated in the food container. However, the user must use special food containers and could not use his previous cookware. Also disadvantageous is a temperature sensor which is placed with the food in the cookware, since the sensor must be "fished out" of the food later and should not be eaten by mistake.
Im Stand der Technik sind daher Vorrichtungen bekannt geworden, welche die Temperatur eines Kochtopfs berührungslos ermitteln. In der
Mit der
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kocheinrichtung zur Verfügung zu stellen, welche eine reproduzierbare Erfassung einer physikalischen Größe ermöglicht.It is therefore the object of the present invention to provide a cooking device which enables a reproducible detection of a physical quantity.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Kocheinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bevorzugte Merkmale sind Gegenstand der Unteransprüche. Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der allgemeinen Beschreibung der Erfindung und der Beschreibung der Ausführungsbeispiele.This object is achieved by a cooking device with the features of
Die erfindungsgemäße Kocheinrichtung umfasst wenigstens ein Kochfeld mit wenigstens einer Kochstelle und wenigstens eine Heizeinrichtung, welche zur Beheizung wenigstens eines Kochbereiches vorgesehenen ist. Es ist wenigstens eine Sensoreinrichtung zur Erfassung wenigstens einer einen Zustand des Kochbereichs charakterisierenden physikalischen Größe vorgesehen. Die Sensoreinrichtung weist wenigstens eine Sensoreinheit zur berührungslosen Erfassung von Wärmestrahlung auf. Dabei ist wenigstens eine Filtereinrichtung vorgesehen, welche mit wenigstens einem Teil der Sensoreinrichtung thermisch leitend verbunden ist. Die Filtereinrichtung ist dazu ausgebildet und geeignet, elektromagnetische Strahlung in Abhängigkeit der Wellenlänge zu reflektieren und in Abhängigkeit der Wellenlänge zu transmittieren. Dabei ist wenigstens ein wenigstens teilweise adhesives Verbindungsmittel vorgesehen. Das Verbindungsmittel ist dazu ausgebildet und geeignet, die Filtereinrichtung wenigstens teilweise mit wenigstens einem Teil der Sensoreinrichtung thermisch leitend zu verbinden.The cooking device according to the invention comprises at least one hob with at least one cooking point and at least one heating device which is provided for heating at least one cooking area. At least one sensor device is provided for detecting at least one physical variable characterizing a state of the cooking region. The sensor device has at least one sensor unit for non-contact detection of heat radiation. In this case, at least one filter device is provided, which is thermally conductively connected to at least part of the sensor device. The filter device is designed and suitable for reflecting electromagnetic radiation as a function of the wavelength and transmitting it as a function of the wavelength. In this case, at least one at least partially adhesive connecting means is provided. The connecting means is designed and suitable for at least partially thermally conducting the filter device to at least part of the sensor device.
Die erfindungsgemäße Kocheinrichtung hat viele Vorteile. Ein erheblicher Vorteil ist, dass wenigstens eine Filtereinrichtung vorgesehen ist, welche thermisch leitend mit wenigstens einem Teil der Sensoreinrichtung verbunden ist. Dadurch kann Wärme von der Filtereinrichtung zu der Sensoreinrichtung abgeleitet werden. Durch die Ableitung der Wärme wird beispielsweise verhindert, dass die Eigenwärme der Filtereinrichtung fälschlicherweise von der Sensoreinrichtung erfasst wird. Ein weiterer Vorteil ist, dass zur thermisch leitenden Verbindung wenigstens ein wenigstens teilweise adhesives Verbindungsmittel vorgesehen ist. Mit einem solchen Verbindungsmittel kann die Filtereinrichtung z. B. fest an der Sensoreinrichtung montiert werden. Vorteilhafterweise ist diese Verbindung auch gleichzeitig zur Ableitung von Wärme geeignet. Eine spezielle, oft aufwendige Verbindung zur Ableitung von Wärme kann daher eingespart werden.The cooking device according to the invention has many advantages. A significant advantage is that at least one filter device is provided, which is thermally conductively connected to at least a part of the sensor device. This allows heat to be dissipated from the filter device to the sensor device. Due to the dissipation of the heat, for example, the intrinsic heat of the filter device is erroneously prevented from being detected by the sensor device. A further advantage is that at least one at least partially adhesive connecting means is provided for the thermally conductive connection. With such a connecting means, the filter device z. B. be mounted firmly on the sensor device. Advantageously, this compound is also suitable for the dissipation of heat at the same time. A special, often complex connection for the dissipation of heat can therefore be saved.
Die Filtereinrichtung ist insbesondere dazu ausgebildet und geeignet, wenigstens einen Wellenlängenbereich zu transmittieren, während Strahlung außerhalb dieses Bereiches im Wesentlichen reflektiert wird. Die Filtereinrichtung kann auch dazu ausgebildet und geeignet sein, elektromagnetische Strahlung in Abhängigkeit der Polarisation und/oder des Einfallswinkels zu reflektieren und/oder zu transmittieren. Bevorzugt ist die Filtereinrichtung als ein optisches Filter ausgebildet oder umfasst ein solches.The filter device is in particular designed and suitable for transmitting at least one wavelength range, while radiation outside this range is substantially reflected. The filter device may also be designed and suitable for reflecting and / or transmitting electromagnetic radiation as a function of the polarization and / or the angle of incidence. Preferably, the filter device is designed as an optical filter or comprises such.
Besonders bevorzugt weist das Verbindungsmittel einen metallischen Anteil auf. Insbesondere weist das Verbindungsmittel einen Anteil an Silber und/oder silberhaltiger Verbindungen auf. Möglich sind auch andere Metalle bzw. Metallverbindungen mit einer entsprechenden Wärmeleitfähigkeit.Particularly preferably, the connecting means has a metallic component. In particular, the bonding agent has a proportion of silver and / or silver-containing compounds. Also possible are other metals or metal compounds with a corresponding thermal conductivity.
Das Verbindungsmittel ist wenigstens teilweise als ein Klebstoff ausgebildet oder weist einen solchen auf. Dabei ist insbesondere ein wärmebeständiger bzw. hitzbeständiger Klebstoff vorgesehen. Das ermöglicht eine besonders zuverlässige Verbindung der Filtereinrichtung mit der Sensoreinrichtung.The connecting means is at least partially formed as an adhesive or has such. In particular, a heat-resistant or heat-resistant adhesive is provided. This allows a particularly reliable connection of the filter device with the sensor device.
Ebenfalls bevorzugt ist, dass das Verbindungsmittel eine hohe Wärmeleitfähigkeit und insbesondere eine Wärmeleitfähigkeit von wenigstens 0,5 W x m-1 x K-1 aufweist. Besonders bevorzugt das Verbindungsmittel eine Wärmeleitfähigkeit von wenigstens 1 W x m-1 x K-1 auf. Möglich sind auch andere geeignete Wärmeleitfähigkeiten.Likewise preferred is that the connecting means has a high thermal conductivity and in particular a thermal conductivity of at least 0.5 W × m-1 × K-1. The connecting means particularly preferably has a thermal conductivity of at least 1 W × m-1 × K-1. Also possible are other suitable thermal conductivities.
Insbesondere ist die Filtereinrichtung dazu ausgebildet und geeignet, elektromagnetische Strahlung wenigstens eines Wellenlängenbereiches im Wesentlichen zu transmittieren und elektromagnetische Strahlung wenigstens eines anderen Wellenlängenbereiches und insbesondere Strahlung außerhalb des transmittierten Bereichs im Wesentlichen zu reflektieren. Dabei kann die Filtereinrichtung wenigstens teilweise als ein Bandpassfilter und/oder ein Langpassfilter ausgebildet sein oder wenigstens ein solches umfassen. Möglich ist auch ein Kurzpassfilter oder dergleichen. Ebenfalls möglich ist ein Bandsperrfilter, welches elektromagnetische Strahlung eines Wellenlängenbereiches im Wesentlichen reflektiert und elektromagnetische Strahlung wenigstens eines anderen Wellenlängenbereiches und insbesondere Strahlung außerhalb des reflektierten Bereichs im Wesentlichen transmittiert.In particular, the filter device is designed and suitable for substantially transmitting electromagnetic radiation of at least one wavelength range and substantially for reflecting electromagnetic radiation of at least one other wavelength range and in particular radiation outside the transmitted range. In this case, the filter device may be at least partially formed as a bandpass filter and / or a long-pass filter or at least include such. Also possible is a short-pass filter or the like. Also possible is a band elimination filter which substantially reflects electromagnetic radiation of a wavelength range and substantially transmits electromagnetic radiation of at least one other wavelength range and in particular radiation outside the reflected range.
Die Filtereinrichtung kann dazu ausgebildet und geeignet sein, elektromagnetische Strahlung von wenigstens zwei unterschiedlichen Wellenlängenbereichen im Wesentlichen zu transmittieren und elektromagnetische Strahlung wenigstens eines anderen Wellenlängenbereiches im Wesentlichen zu reflektieren. Die Filtereinrichtung kann dabei als ein dichroitisches Filter und/oder trichroitisches Filter vorgesehen sein.The filter device may be designed and adapted to substantially transmit electromagnetic radiation from at least two different wavelength ranges and to substantially reflect electromagnetic radiation of at least one other wavelength range. The filter device can be provided as a dichroic filter and / or trichroic filter.
Möglich und bevorzugt ist, dass die Filtereinrichtung wenigstens zwei Filterschichten mit einem unterschiedlichen Brechungsindex umfasst. Bevorzugt ist die Filtereinrichtung wenigstens teilweise als ein Interferenzfilter ausgebildet oder umfasst wenigstens ein solches Filter. Dabei sind insbesondere mehrere Filterschichten mit dielektrischen Eigenschaften und mit abwechselnd höheren und niedrigeren Brechungsindizes vorgesehen. Insbesondere sind die Filterschichten sehr dünn und vorzugsweise 1 nm bis 100 nm. Es kann auch wenigstens eine Trägerschicht und/oder wenigstens eine Zwischenschicht vorgesehen sein.It is possible and preferred that the filter device comprises at least two filter layers with a different refractive index. Preferably, the filter device is at least partially formed as an interference filter or comprises at least one such filter. In particular, a plurality of filter layers with dielectric properties and with alternately higher and lower refractive indices are provided. In particular, the filter layers are very thin and preferably 1 nm to 100 nm. It can also be provided at least one carrier layer and / or at least one intermediate layer.
Besonders bevorzugt ist die Filtereinrichtung wenigstens teilweise an wenigstens einer Sensoreinheit wenigstens teilweise thermisch leitend angeordnet. Dabei ist die Filtereinrichtung insbesondere thermisch leitend mit wenigstens einem Bereich der Sensoreinheit verklebt. Es kann für jede Sensoreinheit wenigstens eine Filtereinrichtung vorgesehen sein. Möglich ist aber auch eine gemeinsame Filtereinrichtung für mehrere Sensoreinheiten.Particularly preferably, the filter device is at least partially thermally conductively arranged on at least one sensor unit. In this case, the filter device is in particular thermally bonded to at least one area of the sensor unit. At least one filter device can be provided for each sensor unit. But is also possible a common filter device for multiple sensor units.
In einer vorteilhaften Weiterbildung weist das Kochfeld wenigstens eine Trägereinrichtung auf, welche zum Positionieren wenigstens eines Gargutbehälters geeignet und ausgebildet ist. Dabei kann die Sensoreinrichtung in Einbaulage des Kochfeldes wenigstens teilweise unterhalb der Trägereinrichtung und benachbart zu wenigstens einem Teil der Heizeinrichtung angeordnet sein. Ein Teil der Heizeinrichtung kann beispielsweise wenigstens eine Induktionsspule einer Induktionseinrichtung sein. Bei einer solchen Anordnung ist die Sensoreinrichtung geschützt und platzsparend untergebracht und ist zudem nicht störend im Weg, wenn die Kocheinrichtung benutzt wird.In an advantageous development, the hob has at least one carrier device, which is suitable and designed for positioning at least one Gargutbehälters. In the installation position of the hob, the sensor device can be arranged at least partially below the carrier device and adjacent to at least one part of the heating device. A part of the heating device may for example be at least one induction coil of an induction device. In such an arrangement, the sensor device is protected and stored to save space and also is not disturbing in the way when the cooking device is used.
Die Filtereinrichtung ist insbesondere dazu ausgebildet und geeignet, elektromagnetische Strahlung eines Wellenlängenbereiches zu transmittieren, welcher auch von der Trägereinrichtung wenigstens teilweise transmittierbar ist. Insbesondere ist die Filtereinrichtung dazu ausgebildet und geeignet, Infrarotstrahlung transmittieren, welche auch von der Trägereinrichtung wenigstens teilweise transmittierbar ist. Es kann eine weitere Filtereinrichtung vorgesehen sein, welche dazu ausgebildet und geeignet, Infrarotstrahlung zu transmittieren, welcher von der Trägereinrichtung wenigstens teilweise reflektiert wird. Die Trägereinrichtung kann dabei wenigstens eine Glasplatte bzw. Glaskeramikplatte und/oder dergleichen umfassen oder als eine solche ausgebildet sein. Die Trägereinrichtung kann auch wenigstens teilweise als ein sogenanntes Ceranfeld ausgebildet sein.The filter device is in particular designed and suitable for transmitting electromagnetic radiation of a wavelength range which is also at least partially transmissible by the carrier device. In particular, the filter device is designed and suitable for transmitting infrared radiation, which is also at least partially transmittable by the carrier device. A further filter device may be provided, which is designed and suitable for transmitting infrared radiation which is at least partially reflected by the carrier device. The support means may comprise at least one glass plate or glass ceramic plate and / or the like or be formed as such. The support device may also be at least partially formed as a so-called ceran field.
Es ist möglich, dass die Sensoreinrichtung wenigstens eine thermische Ausgleichseinrichtung umfasst. Die thermische Ausgleichseinrichtung weist insbesondere wenigstens eine Koppeleinrichtung auf, welche dazu geeignet und ausgebildet ist, wenigstens eine der wenigstens einen Sensoreinheit mit der thermischen Ausgleichseinrichtung wenigstens teilweise thermisch leitend zu verbinden. Eine solche Ausgestaltung ist besonders vorteilhaft, weil dadurch Temperaturspitzen ausgleichbar sind und die Sensoreinheit somit zeitlich relativ konstanten Bedingungen unterliegt. Besonders bei Sensoreinheiten zur berührungslosen Erfassung wenigstens eines charakteristischen Parameters für Temperaturen ist ein solcher thermischer Ausgleich vorteilhaft für die Zuverlässigkeit der Erfassung. Die thermische Ausgleichseinrichtung ist insbesondere aus einem Werkstoff mit einer hohen Wärmekapazität und/oder einer hohen Wärmeleitfähigkeit und vorzugsweise aus einem metallischen Werkstoff, wie beispielsweise einem Kupfermaterial, gefertigt.It is possible that the sensor device comprises at least one thermal compensation device. The thermal compensation device has in particular at least one coupling device which is suitable and designed to at least partially thermally conductively connect at least one of the at least one sensor unit to the thermal compensation device. Such a configuration is particularly advantageous because temperature peaks can be compensated thereby and the sensor unit is thus subject to relatively constant conditions over time. Especially with sensor units for non-contact detection of at least one characteristic parameter for temperatures is such thermal compensation advantageous for the reliability of detection. The thermal compensation device is in particular made of a material with a high heat capacity and / or a high thermal conductivity and preferably of a metallic material, such as a copper material.
Bevorzugt ist auch, dass Wärme von der Filtereinrichtung wenigstens teilweise an die thermische Ausgleichseinrichtung ableitbar ist. Insbesondere ist die Filtereinrichtung dabei direkt oder indirekt thermisch leitend mit der thermischen Ausgleichseinrichtung gekoppelt. Beispielsweise kann die Filtereinrichtung an eine Sensoreinheit gekoppelt sein, welche wiederum an die thermische Ausgleichseinrichtung gekoppelt ist. So ist eine indirekte Ableitung der Wärme von der Filtereinrichtung über die Sensoreinheit zu der thermischen Ausgleichseinrichtung möglich. Eine solche Ableitung von Wärme ist besonders günstig, da die thermische Ausgleichseinrichtung bevorzugt eine hohe Wärmekapazität aufweist.It is also preferred that heat from the filter device is at least partially derivable from the thermal compensation device. In particular, the filter device is directly or indirectly thermally coupled to the thermal compensation device. For example, the filter device can be coupled to a sensor unit, which in turn is coupled to the thermal compensation device. Thus, an indirect dissipation of the heat from the filter device via the sensor unit to the thermal compensation device is possible. Such a dissipation of heat is particularly favorable since the thermal compensation device preferably has a high heat capacity.
In einer weiteren besonders bevorzugten Ausgestaltung sind wenigstens zwei Sensoreinheiten und wenigstens zwei Filtereinrichtungen vorgesehen. Dabei ist insbesondere die eine Filtereinrichtung einer Sensoreinheit zugeordnet und dazu ausgebildet und geeignet, elektromagnetische Strahlung eines Wellenlängenbereiches zu transmittieren. Die andere Filtereinrichtung ist insbesondere einer anderen Sensoreinheit zugeordnet und dazu ausgebildet und geeignet ist, elektromagnetische Strahlung eines anderen Wellenlängenbereiches zu transmittieren. Beispielsweise transmittiert eine Filtereinrichtung im Wesentlichen elektromagnetische Strahlung im Wellenlängenbereich des kurzen und/oder mittleren Infrarot und insbesondere von 3 µm bis 5 µm Wellenlänge. Die andere Filtereinrichtung transmittiert dann z. B. im Wesentlichen elektromagnetische Strahlung mit einer Wellenlänge größer 5 µm. Vorzugsweise ist für jede Sensoreinheit wenigstens eine Filtereinrichtung vorgesehen.In a further particularly preferred embodiment, at least two sensor units and at least two filter devices are provided. In this case, in particular, the one filter device is assigned to a sensor unit and is designed and suitable for transmitting electromagnetic radiation of a wavelength range. The other filter device is associated in particular with another sensor unit and is designed and suitable for transmitting electromagnetic radiation of another wavelength range. For example, a filter device essentially transmits electromagnetic radiation in the wavelength range of the short and / or middle infrared and in particular of 3 μm to 5 μm wavelength. The other filter device then transmits z. B. substantially electromagnetic radiation having a wavelength greater than 5 microns. Preferably, at least one filter device is provided for each sensor unit.
Die Erfindung ermöglicht durch den Aufbau der als Sensoreinheiten dienenden Thermopilefilter und der Filterkleber eine erheblich verbesserte Messgenauigkeit.The invention makes it possible by the construction of serving as sensor units Thermopilefilter and the filter adhesive significantly improved measurement accuracy.
Aus dem Stand der Technik ist ein Verfahren zur berührungslosen Temperaturmessung bekannt, die auf der exakten Messung der Wärmestrahlung von dem Topfboden und der Glaskeramikplatte beruht. Dabei wird durch eine Verrechnung der Signale auf die Topfbodentemperatur geschlossen.From the prior art, a method for non-contact temperature measurement is known, which is based on the exact measurement of the heat radiation from the pot bottom and the glass ceramic plate. It is concluded by a settlement of the signals on the pot bottom temperature.
Im Zuge der Entwicklung der Erfindung hat sich gezeigt, dass für eine hohe Genauigkeit besondere Anforderungen erfüllt werden müssen. Erstaunlicherweise trägt der Aufbau der Thermopilefilter und insbesondere die Art und der Typ des Filterklebers erheblich dazu bei, solche Anforderungen zu erfüllen, damit das Messverfahren die angestrebte hohe Genauigkeit liefern kann.In the course of development of the invention has been shown that special requirements must be met for high accuracy. Surprisingly, the construction of the thermopile filters, and in particular the type and type of filter adhesive, greatly contribute to meeting such requirements for the measurement technique to provide the desired high accuracy.
Vorteilhaft ist es, wenn die Filtereinrichtungen der insbesondere als Sensoreinheiten eingesetzten Thermopiles hinsichtlich ihrer wellenlängenselektiven Beschichtung sowie ihres Basismaterials für diese Anwendung speziell ausgesucht werden.It is advantageous if the filter devices of the thermopiles used in particular as sensor units are specially selected for their wavelength-selective coating and their base material for this application.
Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn die zu messende Strahlung recht wenig und vorzugsweise so wenig wie möglich von dem als Filtereinrichtung eingesetzten Filter absorbiert wird. Mit zunehmender Absorbierung können die Filter und die Sensoreinheiten zusätzlich erwärmt werden, was auch durch Eigenstrahlung des Filters das Messsignal verfälschen kann. Aus diesem Grund sollte vorzugsweise eine Beschichtung gewählt werden, die diejenigen Wellenlängen, die nicht gemessen (also nicht transmittiert) werden sollen, weitestgehend reflektiert und nicht absorbiert.It has proven to be particularly advantageous if the radiation to be measured is absorbed very little and preferably as little as possible by the filter used as a filter device. With increasing absorption, the filters and the sensor units can be additionally heated, which can also falsify the measurement signal due to the self-radiation of the filter. For this reason, it is preferable to choose a coating which reflects as far as possible and does not absorb those wavelengths which are not to be measured (ie not transmitted).
Da die Summe aus Transmissions-, Reflexions- und Absorptionskoeffizienten jedes Materials immer 1 ergibt, kann für die Thermopilefilter folgende Zieleigenschaft formuliert werden:
Eine solche Beschichtung gibt es nur näherungsweise, d. h. in der Praxis wird trotzdem Strahlung anteilig absorbiert. Um den beschriebenen Effekt der Messsignalverfälschung vorzugsweise gering und insbesondere so gering wie möglich zu halten, ist es von Vorteil, wenn das Filtermaterial so beschaffen ist, dass die entstehende Wärme vernünftig und insbesondere schnellstmöglich abgeführt werden kann.Such a coating is only approximately, d. H. In practice, radiation is still proportionately absorbed. In order to keep the described effect of Meßsignalverfälschung preferably low and in particular as low as possible, it is advantageous if the filter material is such that the resulting heat can be dissipated properly and in particular as quickly as possible.
Die Wärmeabfuhr wurde in der konstruktiven Lösung verbessert, indem als Basismaterial z. B. ein Silizium von mindestens 0,2 mm Dicke gewählt wurde. Mittels eines insbesondere hochwärmeleitenden Klebers wird der als Filtereinrichtung eingesetzte Filter mit dem Gehäuse der Sensoreinheit verbunden.The heat dissipation was improved in the constructive solution by using as a base material z. B. a silicon of at least 0.2 mm thickness was chosen. By means of a particularly highly heat-conductive adhesive used as a filter filter is connected to the housing of the sensor unit.
Die Sensoreinheit wird in einem geringen Maße auch durch Wärmestrahlung von dem Filter bestrahlt, da der reale Absorptionskoeffizient nie null ist. Dadurch, dass er hier möglichst klein gewählt wird, kann ein negativer Effekt weitestgehend reduziert werden.The sensor unit is also irradiated to a small extent by heat radiation from the filter since the real absorption coefficient is never zero. The fact that it is chosen as small as possible, a negative effect can be largely reduced.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ausführungsbeispielen, welches im Folgenden mit Bezug auf die beiliegenden Figuren erläutert wird.Further advantages and features of the invention will become apparent from the embodiments, which will be explained below with reference to the accompanying figures.
In den Figuren zeigen:
Figur 1- eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Kocheinrichtung an einem Gargerät in perspektivischer Ansicht;
Figur 2- eine schematisierte Kocheinrichtung in einer geschnittenen Ansicht;
Figur 3- eine weitere Kocheinrichtung in einer schematischen, geschnittenen Ansicht;
Figur 4- eine weitere Ausgestaltung einer Kocheinrichtung in einer geschnittenen Ansicht;
Figur 5- eine andere Ausgestaltung einer Kocheinrichtung in einer geschnittenen Ansicht;
Figur 6- ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Kocheinrichtung;
Figur 7- eine schematische Darstellung einer magnetischen Abschirmeinrichtung in perspektivischer Ansicht;
Figur 8- eine schematische, perspektivische Darstellung einer optischen Schirmeinrichtung;
Figur 9- eine schematische, perspektivische Darstellung einer thermischen Ausgleichseinrichtung;
Figur 10- eine schematische, perspektivische Darstellung einer Halteeinrichtung;
Figur 11- eine schematische, perspektivische Darstellung einer Sensoreinheit;
- Figur 12a
- eine schematisierte Sensoreinheit mit einer Filtereinrichtung in einer geschnittenen Darstellung;
- Figur 12b
- ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Sensoreinheit mit einer Filtereinrichtung in einer geschnittenen Darstellung;
Figur 13- eine schematisierte Sensoreinrichtung in einer Draufsicht; und
Figur 14- eine Sensoreinrichtung in einer Explosionsdarstellung.
- FIG. 1
- a schematic representation of a cooking device according to the invention on a cooking appliance in a perspective view;
- FIG. 2
- a schematic cooking device in a sectional view;
- FIG. 3
- another cooking device in a schematic, sectional view;
- FIG. 4
- a further embodiment of a cooking device in a sectional view;
- FIG. 5
- another embodiment of a cooking device in a sectional view;
- FIG. 6
- another embodiment of a cooking device;
- FIG. 7
- a schematic representation of a magnetic shielding in perspective view;
- FIG. 8
- a schematic, perspective view of an optical shielding device;
- FIG. 9
- a schematic, perspective view of a thermal compensation device;
- FIG. 10
- a schematic, perspective view of a holding device;
- FIG. 11
- a schematic, perspective view of a sensor unit;
- FIG. 12a
- a schematic sensor unit with a filter device in a sectional view;
- FIG. 12b
- a further embodiment of a sensor unit with a filter device in a sectional view;
- FIG. 13
- a schematic sensor device in a plan view; and
- FIG. 14
- a sensor device in an exploded view.
Die
Die Kocheinrichtung 1 umfasst hier ein Kochfeld 11 mit vier Kochstellen 21. Jede der Kochstellen 21 weist hier wenigstens einen beheizbaren Kochbereich 31 zum Garen von Speisen auf. Zur Beheizung des Kochbereichs 31 ist insgesamt eine oder aber für jede Kochstelle 21 jeweils eine hier nicht dargestellte Heizeinrichtung 2 vorgesehen. Die Heizeinrichtungen 2 sind als Induktionsheizquellen ausgebildet und weisen dazu jeweils eine Induktionseinrichtung 12 auf. Möglich ist aber auch, dass ein Kochbereich 31 keiner bestimmten Kochstelle 21 zugeordnet ist, sondern einen beliebigen Ort auf dem Kochfeld 11 darstellt. Dabei kann der Kochbereich 31 mehrere Induktionseinrichtungen 12 und insbesondere mehrere Induktionsspulen aufweisen und als Teil einer sogenannten Vollflächeninduktionseinheit ausgebildet sein. Beispielsweise kann bei einem solchen Kochbereich 31 einfach ein Topf an einer beliebigen Stelle auf das Kochfeld 11 gestellt werden, wobei während des Kochbetriebes nur die entsprechenden Induktionsspulen im Bereich des Topfes angesteuert werden oder aktiv sind. Andere Arten von Heizeinrichtungen 2 sind aber auch möglich, wie z.B. Gas-, Infrarot- oder Widerstandsheizquellen.The
Die Kocheinrichtung 1 ist hier über die Bedieneinrichtungen 105 des Gargerätes 100 bedienbar. Die Kocheinrichtung 1 kann aber auch als autarke Kocheinrichtung 1 mit einer eigenen Bedien- und Steuereinrichtung ausgebildet sein. Möglich ist auch eine Bedienung über eine berührungsempfindliche Oberfläche oder einen Touchscreen oder aus der Ferne über einen Computer, ein Smartphone oder dergleichen.The
Das Gargerät 100 ist hier als ein Herd mit einem Garraum 103 ausgebildet, welcher durch eine Garraumtür 104 verschließbar ist. Der Garraum 104 kann durch verschiedene Heizquellen, wie beispielsweise eine Umluftheizquelle, beheizt werden. Weitere Heizquellen, wie ein Oberhitzeheizkörper und ein Unterhitzeheizkörper sowie eine Mikrowellenheizquelle oder eine Dampfquelle und dergleichen können vorgesehen sein.The
Weiterhin weist die Kocheinrichtung 1 eine hier nicht dargestellte Sensoreinrichtung 3 auf, welche zur Erfassung wenigstens einer wenigstens einen Zustand des Kochbereichs 31 charakterisierenden physikalischen Größe geeignet ist. Beispielsweise kann die Sensoreinrichtung 3 eine Größe erfassen, über welche die Temperatur eines Topfes bestimmt werden kann, der in dem Kochbereich 31 abgestellt ist. Dabei kann jedem Kochbereich 31 und/oder jeder Kochstelle 21 eine Sensoreinrichtung 3 zugordnet sein. Möglich ist aber auch, dass mehrere Kochbereiche 31 und/oder Kochstellen 21 vorgesehen sind, von denen aber nicht alle eine Sensoreinrichtung 3 aufweisen. Die Sensoreinrichtung 3 ist hier mit einer Steuereinrichtung 106 wirkverbunden. Die Steuereinrichtung 106 ist dazu ausgebildet, die Heizeinrichtungen 2 in Abhängigkeit der von der Sensoreinrichtung 3 erfassten Parameter zu steuern.Furthermore, the
Die Kocheinrichtung 1 ist bevorzugt für einen automatischen Kochbetrieb ausgebildet und verfügt über verschiedene Automatikfunktionen. Beispielsweise kann mit der Automatikfunktion eine Suppe kurz aufgekocht und anschließend warm gehalten werden, ohne dass ein Benutzer den Kochvorgang betreuen oder eine Heizstufe einstellen muss. Dazu stellt er den Topf mit der Suppe auf eine Kochstelle 21 und wählt über die Bedieneinrichtung 105 die entsprechende Automatikfunktion, hier z. B. ein Aufkochen mit anschließendem Warmhalten bei 60°C oder 70°C oder dgl.The
Mittels der Sensoreinrichtung 3 wird während des Kochvorgangs die Temperatur des Topfbodens ermittelt. In Abhängigkeit der gemessenen Werte stellt die Steuereinrichtung 106 die Heizleistung der Heizeinrichtung 2 entsprechend ein. Dabei wird die Temperatur des Topfbodens fortlaufend überwacht, sodass bei Erreichen der gewünschten Temperatur bzw. beim Aufkochen der Suppe die Heizleistung heruntergeregelt wird. Beispielsweise ist es durch die Automatikfunktion auch möglich, einen längeren Garvorgang bei einer oder mehreren verschiedenen gewünschten Temperaturen durchzuführen, z. B. um Milchreis langsam gar ziehen zu lassen.By means of the
In der
Die
Die Sensoreinrichtung 3 weist eine erste Sensoreinheit 13 und eine andere Sensoreinheit 23 auf. Beide Sensoreinheiten 13, 23 sind zur berührungslosen Erfassung von Wärmestrahlung geeignet und als Thermosäule bzw. Thermopile ausgebildet. Die Sensoreinheiten 13, 23 sind mit jeweils einer Filtereinrichtung 43, 53 ausgestattet und zur Erfassung von Wärmestrahlung, welche vom Kochbereich 31 ausgeht, vorgesehen. Die Wärmestrahlung geht beispielsweise vom Boden eines Gargutbehälters 200 aus, durchdringt die Glaskeramikplatte 15 und gelangt auf die Sensoreinheiten 13, 23. Die Sensoreinrichtung 3 ist vorteilhafterweise direkt unterhalb der Glaskeramikplatte 15 angebracht, um einen möglichst großen Anteil der vom Kochbereich 31 ausgehenden Wärmestrahlung ohne große Verluste erfassen zu können. Damit sind die Sensoreinheiten 13, 23 dicht unterhalb der Glaskeramikplatte 15 vorgesehen.The
Weiterhin ist eine magnetische Abschirmeinrichtung 4 vorgesehen, welche hier aus einem Ferritkörper 14 besteht. Der Ferritkörper 14 ist hier im Wesentlichen als ein hohler Zylinder ausgebildet und umgibt ringartig die Sensoreinheiten 13, 23. Die magnetische Abschirmeinrichtung 4 schirmt die Sensoreinrichtung 3 gegen elektromagnetische Wechselwirkungen und insbesondere gegen das elektromagnetische Feld der Induktionseinrichtung 12 ab. Ohne eine solche Abschirmung könnte das magnetische Feld, welches die Induktionseinrichtung 12 beim Betrieb erzeugt, in unerwünschter Weise auch Teile der Sensoreinrichtung 3 erwärmen und somit zu einer unzuverlässigen Temperaturerfassung und einer schlechteren Messgenauigkeit führen. Die magnetische Abschirmeinrichtung 4 verbessert somit die Genauigkeit und Reproduzierbarkeit der Temperaturerfassung erheblich.Furthermore, a
Die magnetische Abschirmeinrichtung 4 kann auch wenigstens zu einem Teil aus wenigstens einem wenigstens teilweise magnetischen Material und einem wenigstens teilweise elektrisch nicht-leitenden Material bestehen. Das magnetische Material und das elektrisch nicht-leitende Material können dabei abwechselnd und schichtartig angeordnet sein. Möglich sind auch andere Materialien bzw. Werkstoffe, welche wenigstens teilweise magnetische Eigenschaften aufweisen und zudem elektrisch isolierende Eigenschaften oder wenigstens eine geringe elektrische Leitfähigkeit aufweisen.The
Die Sensoreinrichtung 3 weist wenigstens eine optische Schirmeinrichtung 7 auf, welche dazu vorgesehen ist, Strahlungseinflüsse und insbesondere Wärmestrahlung abzuschirmen, die von außerhalb des Erfassungsbereichs 83 auf die Sensoreinheiten 13, 23 wirken. Dazu ist die optische Schirmeinrichtung 7 hier als eine Röhre oder ein Zylinder 17 ausgebildet, wobei der Zylinder 17 hohl ausgestaltet ist und die Sensoreinheiten 13, 23 etwa ringförmig umgibt. Der Zylinder 17 ist hier aus Edelstahl gefertigt. Das hat den Vorteil, dass der Zylinder 17 eine reflektive Oberfläche aufweist, welche einen großen Anteil der viel Wärmestrahlung reflektiert bzw. möglichst wenig Wärmestrahlung absorbiert. Die hohe Reflektivität der Oberfläche an der Außenseite des Zylinders 17 ist besonders vorteilhaft für die Abschirmung gegen Wärmestrahlung. Die hohe Reflektivität der Oberfläche an der Innenseite des Zylinders 17 ist auch vorteilhaft, um Wärmestrahlung aus (und insbesondere nur aus) dem Erfassungsbereich 83 zu den Sensoreinheiten 13, 23 hinzuleiten. Die optische Schirmeinrichtung 7 kann auch als eine Wandung ausgestaltet sein, welche die Sensoreinrichtung 13, 23 wenigstens teilweise und bevorzugt ringartig umgibt. Der Querschnitt kann rund, mehreckig, oval oder abgerundet sein. Möglich ist auch eine Ausgestaltung als Konus.The
Weiterhin ist eine Isolierungseinrichtung 8 zur thermischen Isolierung vorgesehen, welche zwischen der optischen Schirmeinrichtung 7 und der magnetischen Abschirmeinrichtung 4 angeordnet ist. Die Isolierungseinrichtung 8 besteht hier aus einer Luftschicht 18, welche sich zwischen dem Ferritkörper 14 und dem Zylinder 17 aufhält. Vorzugsweise findet kein Austausch mit der Umgebungsluft statt, um Konvektion zu vermeiden. Möglich ist aber auch ein Austausch mit der Umgebungsluft. Durch die Isolierungseinrichtung 8 wird insbesondere einer Wärmeleitung vom Ferritkörper 14 zum Zylinder 17 entgegen gewirkt. Zudem ist der Zylinder 17, wie bereits oben erwähnt, mit einer reflektierenden Oberfläche ausgerüstet, um einem Wärmeübergang vom Ferritkörper 14 zum Zylinder 17 durch Wärmestrahlung entgegen zu wirken. Eine solche Zwiebelschalen-artige Anordnung mit einer äußeren magnetischen Abschirmeinrichtung 4 und einer inneren optischen Schirmeinrichtung 7 sowie einer dazwischen liegenden Isolierungseinrichtung 8 bietet eine besonders gute Abschirmung der Sensoreinheiten 13, 23 vor Strahlungseinflüssen von außerhalb des Erfassungsbereichs 83. Das wirkt sich sehr vorteilhaft auf die Reproduzierbarkeit bzw. Zuverlässigkeit der Temperaturerfassung aus. Die Isolierungseinrichtung 8 hat insbesondere eine Dicke zwischen etwa 0,5 mm und 5 mm und bevorzugt eine Dicke von 0,8 mm bis 2 mm und besonders bevorzugt eine Dicke von circa 1 mm.Furthermore, an
Die Isolierungseinrichtung 8 kann aber auch wenigstens ein Medium mit einer entsprechend geringen Wärmeleitung, wie z. B. ein Schaumstoffmaterial und/oder ein Polystyrolkunststoff oder einen anderen geeigneten Isolierstoff umfassen.The
Die Sensoreinheiten 13, 23 sind hier an einer thermischen Ausgleichseinrichtung 9 thermisch leitend angeordnet und insbesondere thermisch leitend mit der thermischen Ausgleichseinrichtung 9 gekoppelt. Die thermische Ausgleichseinrichtung 9 weist dazu zwei Koppeleinrichtungen 29 auf, welche hier als Vertiefungen ausgebildet sind, in denen die Sensoreinheiten 13, 23 passgenau eingebettet sind. Dadurch wird gewährleistet, dass sich die Sensoreinheiten 13, 23 auf einem gemeinsamen und relativ konstanten Temperaturniveau befinden. Zudem sorgt die thermische Ausgleichseinrichtung 9 für eine homogene Eigentemperatur der Sensoreinheit 13, 23, wenn sich diese im Betrieb der Kocheinrichtung 1 erwärmt. Eine ungleiche Eigentemperatur kann insbesondere bei als Thermosäulen ausgebildeten Sensoreinheiten 13, 23 zu Artefakten bei der Erfassung führen. Zur Vermeidung einer Erwärmung der thermischen Ausgleichseinrichtung 9 durch den Zylinder 17, ist eine Beabstandung zwischen Zylinder 17 und thermischer Ausgleichseinrichtung 9 vorgesehen. Die Kupferplatte 19 kann auch als Boden 27 des Zylinders 17 vorgesehen sein.The
Um eine geeignete thermische Stabilisierung zu ermöglichen, ist die thermische Ausgleichseinrichtung 9 hier als eine massive Kupferplatte 19 ausgebildet. Möglich ist aber auch wenigstens zum Teil ein anderer Werkstoff mit einer entsprechend hohen Wärmekapazität und/oder einer hohen Wärmeleitfähigkeit.In order to enable a suitable thermal stabilization, the
Die Sensoreinrichtung 3 weist hier eine Strahlungsquelle 63 auf, welche zur Bestimmung der Reflexionseigenschaften des Messsystems bzw. des Emissionsgrades eines Gargutbehälters 200 einsetzbar ist. Die Strahlungsquelle 63 ist hier als eine Lampe 111 ausgebildet, welche ein Signal im Wellenlängenbereich des Infrarotlichts sowie des sichtbaren Lichts aussendet. Die Strahlungsquelle 63 kann auch als Diode oder dergleichen ausgebildet sein. Die Lampe 111 wird hier neben der Reflexionsbestimmung auch zur Signalisierung des Betriebszustandes der Kocheinrichtung 1 eingesetzt.The
Um die Strahlung der Lampe 111 auf den Erfassungsbereich 83 zu fokussieren, ist ein Bereich der thermischen Ausgleichseinrichtung 9 bzw. der Kupferplatte 19 als ein Reflektor 39 ausgebildet. Dazu weist die Kupferplatte 19 eine konkav gestaltete Senke auf, in welcher die Lampe 111 angeordnet ist. Die Kupferplatte 19 ist zudem mit einer goldhaltigen Beschichtung überzogen, um die Reflektivität zu erhöhen. Die goldhaltige Schicht hat den Vorteil, dass sie die thermische Ausgleichseinrichtung 9 auch vor Korrosion schützt.In order to focus the radiation of the
Die thermische Ausgleichseinrichtung 9 ist an einer als Kunststoffhalter ausgeführten Halteeinrichtung 10 angebracht. Die Halteeinrichtung 10 weist eine hier nicht dargestellte Verbindungseinrichtung 20 auf, mittels welcher die Halteeinrichtung 10 an einer Auflageeinrichtung 30 verrastbar ist. Die Auflageeinrichtung 30 ist hier als eine Leiterkarte 50 ausgebildet. Auf der Auflageeinrichtung 30 bzw. der Leiterkarte 50 können auch weitere Bauteile vorgesehen sein, wie z. B elektronische Bauelemente, Steuer- und Recheneinrichtungen und/oder Befestigungs- oder Montageelemente.The
Zwischen der Glaskeramikplatte 15 und der Induktionseinrichtung 12 ist eine Dichtungseinrichtung 6 vorgesehen, welche hier als eine Mikanitschicht 16 ausgebildet ist. Die Mikanitschicht 16 dient zur thermischen Isolierung, damit die Induktionseinrichtung 12 nicht durch die Wärme des Kochbereichs 31 erhitzt wird. Zudem ist hier noch eine Mikanitschicht 16 zur thermischen Isolierung zwischen dem Ferritkörper 14 und der Glaskeramikplatte 15 vorgesehen. Das hat den Vorteil, dass die Wärmeübertragung von der im Betrieb heißen Glaskeramikplatte 15 zum Ferritkörper 14 stark einschränkt ist. Dadurch geht vom Ferritkörper 14 kaum Wärme aus, welche auf die Isolierungseinrichtung 8 oder die optische Schirmeinrichtung übertragen werden könnte. Die Mikanitschicht 16 wirkt somit einem unerwünschten Wärmeübergang auf die Sensoreinrichtung 3 entgegen, was die Zuverlässigkeit der Messungen erhöht. Zudem dichtet die Mikantischicht 16 die Sensoreinrichtung 3 staubdicht gegen die restlichen Bereiche der Kocheinrichtung 1 ab. Die Mikanitschicht 16 hat insbesondere eine Dicke zwischen etwa 0,2 mm und 4 mm, vorzugsweise von 0,2 mm bis 1,5 mm und besonders bevorzugt eine Dicke von 0,3 mm bis 0,8 mm.Between the glass
Die Kocheinrichtung 1 weist an der Unterseite eine Abdeckeinrichtung 41 auf, welche hier als eine Aluminiumplatte ausgebildet ist und die Induktionseirichtung 12 abdeckt. DieThe
Abdeckeirichtung 41 ist mit einem Gehäuse 60 der Sensoreinrichtung 3 über eine Verschraubung 122 verbunden. Innerhalb des Gehäuses 60 ist die Sensoreinrichtung 3 relativ zur der Glaskeramikplatte 15 elastisch angeordnet. Dazu ist eine Dämpfungseinrichtung 102 vorgesehen, welche hier eine Federeinrichtung 112 aufweist.
Die Federeinrichtung 112 ist an einem unteren Ende mit der Innenseite des Gehäuses 60 und an einem oberen Ende mit der Leiterkarte 50 verbunden. Dabei drückt die Federeinrichtung 112 die Leiterkarte 50 mit dem Ferritkörper 14 und die auf diesem angebrachte Mikanitschicht 16 nach oben gegen die Glaskeramikplatte 15. Eine solche elastische Anordnung ist besonders vorteilhaft, da die Sensoreinrichtung 3 aus messtechnischen Gründen möglichst nah an der Glaskeramikplatte 15 angeordnet sein soll. Diese direkt benachbarte Anordnung der Sensoreinrichtung 3 an der Glaskeramikplatte 15 könnte bei Stößen oder Schlägen auf die Glaskeramikplatte 15 zu Beschädigungen an dieser führen. Durch die elastische Aufnahme der Sensoreinrichtung 3 relativ zu der Trägereinrichtung 5 werden Stöße oder Schläge auf die Glaskeramikplatte 15 gedämpft und solche Schäden somit zuverlässig vermieden.The
Eine beispielhafte Messung, bei welcher die Temperatur des Bodens eines auf der Glaskeramikplatte 15 stehenden Topfes mit der Sensoreinrichtung 3 bestimmt werden soll, ist nachfolgend kurz erläutert:An exemplary measurement in which the temperature of the bottom of a standing on the glass
Bei der Messung erfasst die erste Sensoreinheit 13 vom Topfboden ausgehende Wärmestrahlung als Mischstrahlung zusammen mit der Wärmestrahlung, welche von der Glaskeramikplatte 15 ausgesendet wird. Um daraus eine Strahlungsleistung des Topfbodens ermitteln zu können, wird der Anteil der von der Glaskeramikplatte 15 ausgehenden Strahlungsleistung aus der Mischstrahlungsleistung herausgerechnet. Um diesen Anteil zu bestimmen, ist die andere Sensoreinheit 23 dazu vorgesehen, nur die Wärmestrahlung der Glaskeramikplatte 15 zu erfassen. Dazu weist die andere Sensoreinheit 23 eine Filtereinrichtung 53 auf, welche im Wesentlichen nur Strahlung mit einer Wellenlänge größer 5 µm zur Sensoreinheit 23 durchlässt. Grund dafür ist, dass Strahlung mit einer Wellenlänge größer 5 µm nicht bzw. kaum von der Glaskeramikplatte 15 durchgelassen wird. Die andere Sensoreinheit 23 erfasst also im Wesentlichen die von der Glaskeramikplatte 15 ausgesendete Wärmestrahlung. Mit der Kenntnis des Anteils der Wärmestrahlung, welche von der Glaskeramikplatte 15 ausgesendet wird, kann in an sich bekannterweise der Anteil der Wärmestrahlung, welche vom Topfboden ausgeht, bestimmt werden.During the measurement, the
Für ein gutes Messergebnis ist es wünschenswert, dass ein möglichst großer Teil der vom Topfboden ausgehenden Wärmestrahlung auf die erste Sensoreinheit 13 gelangt und von dieser erfasst wird. Für Strahlung im Wellenlängenbereich von etwa 4 µm weist die Glaskeramikplatte 15 hier eine Transmission von ungefähr 50% auf. Somit kann in diesem Wellenlängenbereich ein großer Teil der vom Topfboden ausgehenden Wärmestrahlung durch die Glaskeramikplatte 15 gelangen. Eine Erfassung in diesem Wellenlängenbereich ist daher besonders günstig. Entsprechend ist die erste Sensoreinheit 13 mit einer Filtereinrichtung 43 ausgestattet, die für Strahlung in diesem Wellenlängenbereich sehr durchlässig ist, während die Filtereinrichtung 43 Strahlung aus anderen Wellenlängenbereichen im Wesentlichen reflektiert. Die Filtereinrichtungen 43, 53 sind hier jeweils als ein Interferenzfilter 433 ausgebildet und insbesondere als ein Bandpassfilter bzw. als ein Langpassfilter ausgeführt. In anderen Ausführungsformen kann eine Erfassung der Strahlung im Wellenlängenbereich zwischen 3µm und 5µm und insbesondere im Bereich von 3,1µm bis 4,2µm vorgesehen sein, wobei die jeweilige Sensoreinheit und Filtereinrichtung dann jeweils entsprechend ausgebildet bzw. angepasst ist.For a good measurement result, it is desirable for as much of the heat radiation emanating from the bottom of the pot to reach the
Die Ermittlung einer Temperatur aus einer bestimmten Strahlungsleistung ist ein an sich bekanntes Verfahren. Entscheidend dabei ist, dass der Emissionsgrad des Körpers bekannt ist, von welchem die Temperatur bestimmt werden soll. Im vorliegenden Fall muss für eine zuverlässige Temperaturbestimmung also der Emissionsgrad des Topfbodens bekannt sein oder ermittelt werden. Die Sensoreinrichtung 3 hat hier den Vorteil, dass sie zur Bestimmung des Emissionsgrades eines Gargutbehälters 200 ausgebildet ist. Das ist besonders vorteilhaft, da somit ein beliebiges Kochgeschirr verwendet werden kann und nicht etwa nur ein bestimmter Gargutbehälter, dessen Emissionsgrad vorher bekannt sein muss.The determination of a temperature from a specific radiant power is a known method. The decisive factor is that the emissivity of the body is known, from which the temperature is to be determined. In the present case, therefore, the emissivity of the pot bottom must be known or determined for a reliable temperature determination. The
Um den Emissionsgrad des Topfbodens zu bestimmten, sendet die Lampe 111 ein Signal, insbesondere ein Lichtsignal, aus, welches einen Anteil an Wärmestrahlung im Wellenlängenbereich des Infrarotlichts aufweist. Die Strahlungsleistung bzw. die Wärmestrahlung der Lampe 111 gelangt durch die Glaskeramikplatte 15 auf den Topfboden und wird dort teilweise reflektiert und teilweise absorbiert. Die vom Topfboden reflektierte Strahlung gelangt durch die Glaskeramikplatte 15 zurück zu der Sensoreinrichtung 3, wo sie von der ersten Sensoreinheit 13 erfasst wird. Gleichzeitig mit der vom Topfboden reflektierten und von der Glaskeramikplatte 15 transmittierten Signalstrahlung gelangt auch die eigene Wärmestrahlung des Topfbodens sowie die Wärmestrahlung der Glaskeramikplatte 15 auf die erste Sensoreinheit 13. Daher wird anschließend die Lampe 111 ausgeschaltet und nur die Wärmestrahlung des Topfbodens und der Glaskeramikplatte 15 erfasst. Der Anteil der reflektierten Signalstrahlung, aus dem der Emissionsgrad des Topfbodens ermittelbar ist, ergibt sich dann prinzipiell als Differenz aus der zuvor erfassten Gesamtstrahlung bei eingeschalteter Lampe 111 abzüglich der Wärmestrahlung des Topfbodens und der Glaskeramikplatte bei ausgeschalteter Lampe 111.To determine the emissivity of the pot bottom, the
Gemäß einer Ausführungsform ist wenigstens ein Referenzwert hinsichtlich reflektierter Strahlung und zugehörigem Emissionsgrad in einer mit der Sensoreinrichtung zusammenwirkenden und in den Figuren nicht dargestellten Speichereinheit hinterlegt, wobei die Speichereinheit beispielsweise an der Leiterplatte 50 angeordnet sein kann. Der jeweilige tatsächliche Emissionsgrad des Topfbodens ist dann basierend auf einem Vergleich der reflektierten Signalstrahlung mit dem wenigstens einen Referenzwert ermittelbar.According to one embodiment, at least one reference value with regard to reflected radiation and the associated emissivity is deposited in a memory unit which cooperates with the sensor device and is not shown in the figures, wherein the memory unit can be arranged, for example, on the printed
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird der Anteil der vom Topfboden absorbierten Signalstrahlung bestimmt. Dieser ergibt sich nach an sich bekannten Verfahren aus der von der Lampe 111 ausgesendeten Strahlungsleistung abzüglich der vom Topfboden reflektierten Signalstrahlung. Die Strahlungsleistung der Lampe 111 ist dabei entweder fest eingestellt und somit bekannt oder wird beispielsweise durch eine Messung mit der anderen Sensoreinheit 23 bestimmt. Die andere Sensoreinheit 23 erfasst dabei einen Wellenlängenbereich der Signalstrahlung, welche nahezu vollständig von der Glaskeramikplatte 15 reflektiert wird. Somit kann die ausgesendete Strahlungsleistung in sehr gut geeigneter Näherung bestimmt werden, wobei unter anderem eine Wellenlängenabhängigkeit der Strahlungsleitung bzw. das Spektrum der Lampe 111 berücksichtigt werden muss. Mit Kenntnis des Anteils der vom Topfboden absorbierten Signalstrahlung kann der Absorptionsgrad des Topfbodens in bekannter Weise bestimmt werden. Da das Absorptionsvermögen eines Körpers prinzipiell dem Emissionsvermögen eines Körpers entspricht, kann aus dem Absorptionsgrad des Topfbodens der gesuchte Emissionsgrad hergeleitet werden. Mit der Kenntnis des Emissionsgrades und des Anteils der Wärmestrahlung, welche vom Topfboden ausgeht, kann sehr zuverlässig die Temperatur des Topfbodens bestimmt werden.According to a further embodiment, the proportion of the signal radiation absorbed by the bottom of the pot is determined. This results according to methods known per se from the radiation power emitted by the
Der Emissionsgrad wird bevorzugt in möglichst kurzen Intervallen fortlaufend neu bestimmt. Das hat den Vorteil, dass eine spätere Veränderung des Emissionsgrades nicht zu einem verfälschten Messergebnis führt. Eine Veränderung des Emissionsgrades kann beispielsweise dann auftreten, wenn der Kochgeschirrboden unterschiedliche Emissionsgrade aufweist und auf der Kochstelle 21 verschoben wird. Unterschiedliche Emissionsgrade sind sehr häufig an Kochgeschirrböden zu beobachten, da z. B. bereits leichte Verschmutzungen, Korrosionen oder auch unterschiedliche Beschichtungen bzw. Lackierungen einen großen Einfluss auf den Emissionsgrad haben können.The emissivity is preferably continuously redefined in the shortest possible intervals. This has the advantage that a subsequent change in the emissivity does not lead to a falsified measurement result. A change in the emissivity may occur, for example, when the cookware bottom has different emissivities and is displaced on the
Die Lampe 111 wird hier neben der Emissionsgradbestimmung bzw. der Bestimmung des Reflexionsverhaltens des Messsystems auch zur Signalisierung des Betriebszustandes der Kocheinrichtung 1 eingesetzt. Dabei umfasst das Signal der Lampe 111 auch sichtbares Licht, welches durch die Glaskeramikplatte 15 wahrnehmbar ist. Beispielsweise zeigt die Lampe 111 einem Benutzer an, dass eine Automatikfunktion in Betrieb ist. Eine solche Automatikfunktion kann z. B. ein Kochbetrieb sein, bei dem die Heizeinrichtung 2 in Abhängigkeit der ermittelten Topftemperatur automatisch gesteuert wird. Das ist besonders vorteilhaft, da das Aufleuchten der Lampe 111 den Benutzer nicht verwirrt. Der Benutzer weiß erfahrungsgemäß, dass das Aufleuchten eine Betriebsanzeige darstellt und zum normalen Erscheinungsbild der Kocheinrichtung 1 gehört. Er kann sich also sicher sein, dass ein Aufblitzen der Lampe 111 nicht etwa eine Funktionsstörung ist und die Kocheinrichtung 1 möglicherweise nicht mehr richtig funktioniert. Die Lampe 111 kann auch in einer bestimmten Dauer sowie in bestimmten Abständen aufleuchten. Möglich ist es z. B. auch, dass über unterschiedliche Blinkfrequenzen unterschiedliche Betriebszustände ausgegeben werden können. Es sind auch unterschiedliche Signale über unterschiedliche an/aus-Folgen möglich. Vorteilhafterweise ist für jede Kochstelle 21 bzw. jeden (möglichen) Kochbereich 31 eine Sensoreinrichtung 3 mit einer Strahlungsquelle 63 vorgesehen, welche dazu geeignet ist, wenigstens einen Betriebszustand anzuzeigen.The
Für die notwendigen Berechnungen zur Bestimmung der Temperatur sowie für die Auswertung der erfassten Größen kann wenigstens eine Recheneinheit vorgesehen sein. Die Recheneinheit kann dabei wenigstens teilweise auf der Leiterkarte 50 vorgesehen sein. Es kann aber auch beispielsweise die Steuereinrichtung 106 entsprechend ausgebildet sein oder es ist wenigstens eine separate Recheneinheit vorgesehen.At least one arithmetic unit may be provided for the necessary calculations for determining the temperature and for the evaluation of the detected variables. The arithmetic unit can be at least partially provided on the
Die
Zusätzlich ist der Sicherheitssensor 73 hier als eine weitere Sensoreinheit 33 der Sensoreinrichtung 3 zugeordnet. Dabei werden die von dem Sicherheitssensor 73 erfassten Werte auch für die Bestimmung der Temperatur durch die Sensoreinrichtung 3 berücksichtigt. Insbesondere bei der Bestimmung der Temperatur der Glaskeramikplatte 15 finden die Werte des Sicherheitssensors 73 Verwendung. So kann z. B. die Temperatur, welche mittels der anderen Sensoreinheit 23 über die erfasste Wärmestrahlung bestimmt wurde, mit der vom Sicherheitssensor 73 ermittelten Temperatur verglichen werden. Dieser Abgleich kann einerseits zur Kontrolle der Funktion der Sensoreinrichtung 3 dienen, andererseits aber auch für eine Abstimmung bzw. Einstellung der Sensoreinrichtung 3 eingesetzt werden.In addition, the
In der
Eine weitere Ausführung einer Kocheinrichtung 1 ist in der
Die
In der
Eine thermische Ausgleichseinrichtung 9 ist in der
In
Der Klebstoff kann beispielsweise ein thermisch härtender, einkomponentiger, lösungsmittelfreier silbergefüllter Epoxid-Leitkleber sein. Durch den Anteil an Silber bzw. silberhaltiger Verbindungen wird eine sehr günstige Wärmeleitfähigkeit erreicht. Möglich ist auch ein Anteil anderer Metalle bzw. Metallverbindungen mit einer entsprechenden Wärmeleitfähigkeit. Ein solcher Klebstoff gewährleistet eine thermisch leitende Verbindung, welche auch bei den bei einer Kocheinrichtung 1 zu erwartenden Temperaturen dauerhaft und stabil ist.The adhesive may be, for example, a thermosetting, one-component, solvent-free silver-filled epoxy conductive adhesive. Due to the proportion of silver or silver-containing compounds a very favorable thermal conductivity is achieved. Also possible is a proportion of other metals or metal compounds with a corresponding thermal conductivity. Such an adhesive ensures a thermally conductive connection, which is durable and stable even at the temperatures to be expected in a
Die Filtereinrichtung 43 ist als ein Interferenzfilter 433 ausgebildet und weist hier vier Filterschichten 432 mit einem unterschiedlichen Brechungsindex sowie mit dielektrischen Eigenschaften auf. Dabei sind Filterschichten 432 mit höheren und niedrigeren Brechungsindizes abwechselnd übereinander gestapelt und verbunden. Die Filterschichten 432 sind insbesondere sehr dünn, vorzugsweise wenige Nanometer bis 25 nm. Als Trägerschicht für die Filterschichten 432 ist hier eine Filterbasis 431 aus einem Silizium-haltigen Material mit einer Dicke von mehr als 0,2 mm von vorgesehen. Die Filtereinrichtung 43 ist dazu ausgebildet und geeignet, einen Wellenlängenbereich im Infrarotspektrum zu transmittieren und Strahlung außerhalb dieses Bereiches im Wesentlichen zu reflektieren.The
In der
Da die Sensoreinrichtung 3 bevorzugt möglichst nah unterhalb einer Trägereinrichtung 5 vorgesehen ist, liegt auf dem Ferritkörper 14 eine Dichtungseinrichtung 6 bzw. eine Mikanitschicht 16, welche einen Wärmeübergang von der Trägereinrichtung 5 auf den Ferritkörper 14 erheblich verringert. Zwischen dem Ferritkörper 14 und dem Zylinder 17 ist eine Isolierungseinrichtung 8 ausgebildet. Die Isolierungseinrichtung 8 ist hier eine Luftschicht 18. Die Luftschicht 18 wirkt einem Wärmeübergang vom Ferritkörper 14 auf den Zylinder 17 entgegen. Die Sensoreinheiten 13, 23 im Innenbereich der Sensoreinrichtung 3 sind somit sehr effektiv gegen Störeinflüsse, wie z. B. ein magnetisches Feld einer Induktionseinrichtung 12, Wärmestrahlung von außerhalb des Erfassungsbereiches 83 sowie Erwärmung durch Wärmeleitung, geschützt. Eine derartig ausgestaltete, schalenartige Anordnung der aufgeführten Bauteile erhöht die Zuverlässigkeit der mit der Sensoreinrichtung 3 durchgeführten Messungen erheblich.Since the
Die
Bei der Montage der Sensoreinrichtung 3 kann die Reihenfolge der Einzelteile bzw. Komponenten unterschiedlich ausgestaltet sein. Dabei ist es bevorzugt, dass einige Komponenten bereits vorgefertigt sind. Beispielsweise kann eine Sensoreinheit 13, 23 bereits mit einer Filtereinrichtung 43, 53 thermisch leitend verklebt sein. Auch die Leiterkarte 50 kann vor der Montage bereits teilweise mit elektronischen Bauelementen bestückt sein. Bevorzugt ist z. B. die Strahlungsquelle 63 bereits mit der Leiterkarte 50 kontaktiert.When mounting the
Zum Beispiel wird als erstes die als Kunststoffhalter ausgeführte Halteeinrichtung 10 auf der als Leiterkarte 50 ausgebildeten Auflageeinrichtung 30 montiert. Dazu weist die Halteeinrichtung 10 wenigstens eine hier nicht dargestellte Verbindungseinrichtung 20 auf, welche mit der Leiterkarte 50 verbunden und z. B. verrastet werden kann. Eine Halteeinrichtung 10 mit drei Verbindungseinrichtungen 20 ist in der
Die Montage der Halteeinrichtung 10, der Kupferplatte 19 und der Sensoreinheiten 13, 23 kann auch in einer beliebigen anderen Reihenfolge durchgeführt werden. So wird z. B. erst die Kupferplatte 19 in die Halteeinrichtung 10 eingelegt, anschließend die Sensoreinheiten 13, 23 eingeführt und nachfolgend die Halteeinrichtung 10 mit der Leiterkarte 50 verrastet. Auch die Kontaktierung der Sensoreinheiten 13, 23 mit der Leiterkarte 50 kann zu einem beliebigen Zeitpunkt der Montage erfolgen.The mounting of the holding
Die Kontaktierung der als Lampe 111 ausgeführten Strahlungsquelle 63 mit der Leiterkarte 50 kann ebenfalls zu einem beliebigen Montagezeitpunkt erfolgen. Bevorzugt ist es, die Lampe 111 zuerst mit der Leiterkarte 50 zu kontaktieren und dann mit der oben beschriebenen Montagemöglichkeit zu beginnen.The contacting of the
Dann folgt die Montage der als Zylinder 17 ausgebildeten optischen Schirmeinrichtung 7. Der Zylinder 17 weist dazu hier drei Rasteinrichtungen 80 auf, welche mit den drei Aufnahmeeinrichtungen 40 der Halteeinrichtung 10 verrastet werden. Danach wird die als Ferritkörper 14 ausgebildete magnetische Abschirmeinrichtung 4 an der Halteeinrichtung 10 montiert. Dazu weist die Halteeinrichtung 10 bevorzugt eine weitere, hier nicht gezeigte Aufnahmeeinrichtung 40 auf, welche als Vertiefung, Erhebung, Steg und/oder Ringnut oder dergleichen ausgebildet sein kann. Dadurch ist insbesondere eine Aufnahme des Ferritkörpers 14 in einem definierten Abstand zu der optischen Schirmeinrichtung 7, der thermischen Ausgleichseinrichtung 9 und/oder einer Isolierungseinrichtung 8 möglich. Nachfolgend wird die als Mikanitschicht 16 ausgebildete Dichtungseinrichtung 6 an der magnetischen Abschirmeinrichtung 4 befestigt. Andere geeignete Montagereihenfolgen für den Zylinder 17, den Ferritkörper 14 und die Dichtungseinrichtung 6 können vorgesehen sein.This is followed by the assembly of the
Es können an verschiedenen Teilen der Sensoreinrichtung 3 weitere Rastverbindungen oder Steckverbindungen oder andere übliche Verbindungsvorrichtungen vorgesehen sein, welche ein einfaches Montieren ermöglichen und zugleich einen zuverlässigen Zusammenhalt sowie eine definierte Anordnung der Teile gewährleisten.It can be provided on different parts of the
- 11
- Kocheinrichtungcooking facility
- 22
- Heizeinrichtungheater
- 33
- Sensoreinrichtungsensor device
- 44
- magnetische Abschirmeinrichtungmagnetic shielding device
- 55
- Trägereinrichtungsupport means
- 66
- Dichtungseinrichtungseal means
- 77
- optische Schirmeinrichtungoptical screen device
- 88th
- Isolierungseinrichtungisolation facility
- 99
- thermische Ausgleichseinrichtungthermal compensation device
- 1010
- Halteeinrichtungholder
- 1111
- Kochfeldhob
- 1212
- Induktionseinrichtunginductor
- 1313
- Sensoreinheitsensor unit
- 1414
- Ferritkörperferrite
- 1515
- GlaskeramikplatteCeramic plate
- 1616
- MikanitschichtMika Nitsch layer
- 1717
- Zylindercylinder
- 1818
- Luftschichtlayer of air
- 1919
- Kupferplattecopperplate
- 2020
- Verbindungseinrichtungconnecting device
- 2121
- Kochstellecooking
- 2323
- Sensoreinheitsensor unit
- 2626
- Dichtungseinrichtungseal means
- 2727
- Bodenground
- 2929
- Koppeleinrichtungcoupling device
- 3030
- Auflageeinrichtungsupport device
- 3131
- Kochbereichcooking area
- 3333
- Sensoreinheitsensor unit
- 3939
- Reflektoreinrichtungreflector device
- 4040
- Aufnahmeeinrichtungrecording device
- 4141
- Abdeckeinrichtungcover
- 4343
- Filtereinrichtungfilter device
- 5050
- LeiterkartePCB
- 5353
- Filtereinrichtungfilter device
- 6060
- Gehäusecasing
- 6363
- Strahlungsquelleradiation source
- 7070
- Aufnahmeöffnungenreceiving openings
- 7373
- Sicherheitssensorsecurity sensor
- 8080
- Rasteinrichtunglocking device
- 8383
- Erfassungsbereichdetection range
- 100100
- GargerätCooking appliance
- 102102
- Dämpfungseinrichtungattenuator
- 103103
- Garraumoven
- 104104
- Garraumtüroven door
- 105105
- Bedieneinrichtungoperating device
- 106106
- Steuereinrichtungcontrol device
- 111111
- Lampelamp
- 112112
- Federeinrichtungspring means
- 122122
- Verschraubungscrew
- 200200
- Gargutbehälterfood to be cooked
- 430430
- Verbindungsmittelconnecting means
- 431431
- Filterbasisfilter base
- 432432
- Filterschichtfilter layer
- 433433
- Interferenzfilterinterference filters
Claims (13)
und wenigstens eine Sensoreinrichtung (3) zur Erfassung wenigstens einer einen Zustand des Kochbereichs (31) charakterisierenden physikalischen Größe,
wobei die Sensoreinrichtung (3) wenigstens eine Sensoreinheit (13) zur berührungslosen Erfassung von Wärmestrahlung aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass
wenigstens eine mit wenigstens einem Teil der Sensoreinrichtung (3) thermisch leitend verbundene Filtereinrichtung (43) vorgesehen ist,
wobei die Filtereinrichtung (43) dazu ausgebildet und geeignet ist, elektromagnetische Strahlung in Abhängigkeit der Wellenlänge zu reflektieren und in Abhängigkeit der Wellenlänge zu transmittieren,
und wobei wenigstens ein wenigstens teilweise adhesives Verbindungsmittel (430) vorgesehen ist,
welches dazu ausgebildet und geeignet ist, die Filtereinrichtung (43) wenigstens teilweise mit wenigstens einem Teil der Sensoreinrichtung (3) thermisch leitend zu verbinden.Cooking device (1) comprising at least one hob (11) with at least one cooking point (21) and at least one heating device (2) provided for heating at least one cooking area (31)
and at least one sensor device (3) for detecting at least one physical variable characterizing a state of the cooking region (31),
wherein the sensor device (3) has at least one sensor unit (13) for non-contact detection of heat radiation,
characterized in that
at least one filter device (43) which is thermally conductively connected to at least one part of the sensor device (3) is provided,
wherein the filter device (43) is designed and suitable for reflecting electromagnetic radiation as a function of the wavelength and transmitting it as a function of the wavelength,
and wherein at least one at least partially adhesive connecting means (430) is provided,
which is designed and suitable for thermally conductively connecting the filter device (43) at least partially with at least part of the sensor device (3).
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